Telescopio Espacial Hubble La Gran Ciencia Observacion del Universo





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Observación del Universo – El Telescopio Espacial Hubble

Los astrónomos saben desde hace décadas que desde fuera de la atmósfera podrían obtener una visión del universo mucho más clara que desde la Tierra. El centelleo de las estrellas en el cielo nocturno está provocado por perturbaciones atmosféricas que deforman las ondas de luz que llegan hasta nosotros. Mirar las estrellas desde el suelo es como observar el vuelo de las aves desde el fondo de una piscina.

En 1962, la Academia Nacional de Ciencias de los EE.UU. recomendó la construcción de un gran telescopio espacial, y en 1965 y 1969 otros organismos similares se adhirieron a la propuesta. La puesta en órbita de satélites de observación del espacio en 1968 y 1972 acrecentó el interés por el proyecto, pero hasta que no se inventó el transbordador espacial no se dispuso de un medio para poner en órbita un telescopio verdaderamente grande.

La Agencia Espacial Europea se incorporó al proyecto en 1975, en 1977 se obtuvieron los fondos necesarios, y en 1985 el telescopio estaba ya listo.

El proyecto del telescopio espacial fue diseñado para proporcionar las imágenes más claras y de mayor alcance que los astrónomos han visto nunca. Flotando por encima de los efectos enmascaradores de la atmósfera, puede observar los cielos utilizando rayos infrarrojos y ultravioletas, además del espectro visible de la luz. Puede captar objetos demasiado lejanos o demasiado imprecisos para verlos desde la Tierra, tan distantes que la luz que emiten tarda miles de millones de años en llegar hasta nosotros.

El telescopio espacial Hubble puede explorar el pasado, contemplar acontecimientos que sucedieron hace 14.000 millones de años, cuando el universo era joven. Podría distinguir objetos con una precisión 25 veces mayor que la que se disfruta desde la Tierra, y explorar el universo captando diez veces más detalles que los advertidos hasta ahora.

Sin embargo, este ambicioso proyecto, debido a un defecto en el espejo principal, se ha visto obligado por el momento a renunciar a sus objetivos cosmológicos más importantes, si bien está realizando una gran labor en el campo astrofísico. Esta situación, en cualquier caso, se considera momentánea, ya que se prepara para febrero de 1994 una reparación en órbita del aparato, a cargo de una tripulación del transbordador de la NASA. (Fuente: Atlas de lo Extraordinario – Construcciones Fabulosas Tomo II)

Estamos, por definición, en el mismo centro de la región observable. Conocemos casi íntimamente nuestro vecindario inmediato. Al aumentar la distancia, nuestros conocimientos se debilitan, lo hacen rápidamente. Por último llegamos a la oscura frontera: el límite máximo de nuestros telescopios. Allí medimos sombras y buscamos, entre los fantasmales errores de medida, mojones que apenas son más sustanciales. Edwin P Hubble.

La idea era simple. El astrofísico Lyman Spitzer, de Princeton, lo había pensado ya en 1947: pongamos un telescopio encima de la atmósfera y la visión del cosmos será muchísimo más clara. Esto se ha hecho de manera limitada en las décadas de 1970 y 1980, con observatorios como el satélite Explorador Internacional de Ultravioletas (IUE), el Observatorio de Rayos X Einstein y el Satélite de Astronomía de Infrarrojos. Ocurrió a lo grande el 24 de abril de 1990, cuando el Telescopio Espacial Hubble (TEH), preparado a lo largo de tres décadas a un coste de 1.500 millones de dólares, despegó del Centro Espacial Kennedy a bordo de la lanzadera Discovery.

Se esperaba del telescopio, que da una vuelta alrededor de la Tierra cada noventa y cinco minutos, que detectara objetos demasiado poco luminosos para verse desde la Tierra, hiciera observaciones con luz ultravioleta (que absorbe la atmósfera y por lo tanto no es posible observar desde tierra) y, en conjunto, proporcionara imágenes diez veces mejores que las obtenibles mediante telescopios instalados en tierra.

Las esperanzas quedaron defraudadas cuando resultó que el espejo principal de 94,5 pulgadas, descrito en un artículo publicado poco después del lanzamiento como el «reflector astronómico más perfecto que se ha hecho nunca», tenía graves e innecesarios defectos. También los giróscopos eran defectuosos, lo mismo que los paneles solares, que temblaban un poco cuando el telescopio atravesaba la frontera entre el día y la noche.

Se ha polemizado sobre si el problema de los paneles solares es peor que el problema del espejo en forma de «donut», pero el espejo ha merecido mayor atención por un sencillo motivo: el defecto ha sido fácil de percibir.

El problema es la aberración esférica, lo que significa que el espejo es incapaz de enfocar los rayos de luz hacia un único punto porque está demasiado ahuecado, en algo así como 1/50 de un cabello humano; un error lo bastante grande, si se compara con la longitud de onda de la luz, como para proyectar el 85 por 100 de la luz de una estrella en forma de halo borroso, con lo que sólo resta el 15 por 100 para la imagen central.

El defecto incapacita seriamente a dos de los instrumentos del telescopio: la Cámara Planetaria y de Campo Amplio (WF/PC) y la Cámara para Objetos Débiles. Lo peor de todo es que, de haberse prestado atención a las comprobaciones de los espejos primarios y secundarios, se habría detectado la discrepancia.



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¡Ay!, el telescopio se lanzó en condiciones defectuosas, con la consecuencia de que su visión ha quedado seriamente comprometida y las imágenes eran borrosas y decepcionantes. Sin embargo, incluso antes de diciembre de 1993, cuando los astronautas salieron al espacio e hicieron una serie de importantes arreglos para corregir la miopía del telescopio, los técnicos informáticos y otros científicos pudieron ajustar los datos teniendo en cuenta la gran aberración. De este modo, al incorrecto y muy difamado Telescopio Espacial Hubble se debe un impresionante número de progresos, entre los que se cuentan:

* la resolución de Plutón y Caronte en objetos separados. La existencia de la luna de Plutón se había deducido, pero verdaderamente nunca se había visto como objeto celeste diferenciado;

* el descubrimiento de chorros, ondas, un frente de choque y una estructura desconocida, que tiene el aspecto de una escala, dentro de la nebulosa que rodea la masiva estrella Eta Carinae, que era la más luminosa del firmamento en 1843;

* el descubrimiento de un anillo elíptico en expansión, compuesto de detritos resplandecientes, alrededor de la supernova 1987A;

* el descubrimiento de una X de polvo más allá del núcleo de la M51, la galaxia del Torbellino. Se cree que indica la localización de un agujero negro cuya masa equivale a millones de soles. El TEH ha descubierto asimismo pruebas de la existencia de agujeros negros en los centros de otras dos galaxias, M32 y M87;

* el descubrimiento, totalmente inesperado, de un cúmulo globular joven en la curiosa galaxia NGC 1275 de Perseus, una sorpresa porque se creía que todos los cúmulos globulares eran viejos;

* imágenes de una distante galaxia que emite ondas de radio, tan joven que la mayor parte de sus estrellas sólo tienen 500 millones de años, alrededor de un 1/10 de la edad del Sol;

* el descubrimiento de una de las estrellas más calientes que se han encontrado nunca, una enana blanca con 200.0000 C, en el corazón de la nebulosa NGC 2440 de la Vía Láctea;

* el descubrimiento en la peculiar galaxia Arp 220 de seis núcleos increíblemente grandes y luminosos donde se forman de estrellas que se cree que son el resultado de la colisión de dos galaxias espirales;

* una detallada fotografía de la Lente Gravitatoria G2237 + 0305. Las lentes gravitatorias fueron anunciadas en primer lugar por Einstein, quien predijo que a grandes distancias las estrellas podrían actuar como lentes, curvando y enfocando la luz de estrellas más lejanas. Si las circunstancias eran las debidas, pensaba Einstein, la luz podría formar un anillo perfecto. Fritz Zwicky dijo que esto no era probable que ocurriera con estrellas, pero que era posible con galaxias. Zwicky tenía razón, pero esta concreta lente gravitatoria es conocida, sin embargo, como la Cruz de Einstein. La fotografía de la página 297 muestra una galaxia situada a 400 millones de años luz de distancia envuelta por las cuatro imágenes de un cuásar más lejano;

* finalmente, el TEH ha permitido a los astrónomos partir de cero en la búsqueda de una nueva y mejorada constante de Hubble al apuntar a un concreto tipo de supernova como la candela estándar. Estas explosiones de las supernovas, que ocurren al estallar una de las estrellas de las parejas de enanas blancas, alcanzan todas el mismo brillo máximo. Además, son visibles a distancias literalmente 1.000 veces mayores de lo que es posible detectar las variables cefeidas. Como indicador distante pueden ser sumamemente útiles; pero sólo si al menos es posible determinar con precisión su brillo absoluto.

La mejor manera de hacerlo sería descubrir variables cefeidas en la misma galaxia donde se han detectado esta clase de supernovas. Las variables cefeidas tienen una utilidad insuperable, puesto que, una vez determinado su ritmo de pulsión, se conoce su brillo absoluto. Entonces, comparando el brillo absoluto con el brillo aparente, los científicos pueden calcular su distancia.

De modo que el TEH se apuntó hacia IC 4182, una poco luminosa galaxia espiral situada a 16 millones de años luz que en 1937 era el emplazamiento de ese preciso tipo de supernova. Y por supuesto se detectaron cefeidas, lo que permitió a los científicos determinar la distancia, y por lo tanto la luminosidad absoluta de la explosión.

En esta lente gravitatoria, que a veces se conoce por la Cruz de Einstein, la luz procedente de un cuásar situado a 8.000 millones de años luz de distancia ha sido curvada por la gravedad de una galaxia mucho más próxima. La luz del cuásar, repetida cuatro veces, rodea la luz de la galaxia como los pétalos de una flor. (imagen a la izquierda: Cruz de Einstein)

Utilizando esta información, un grupo de científicos, entre los que estaban Abhijit Saha, Allan Sandage y Gustav Tammann, anunciaron que la nueva constante mejorada de Hubble se sitúa entre 30 y 60 km/sec/mpc, siendo la cifra más probable la situada en el centro: 45, lo que hace que el universo tenga unos 15.000 millones de años.

Innecesario es decir que la cifra no ha sido unánimemente aceptada. Algunos científicos señalan que la cifra podría inducir a error, pues la IC 4182 puede estar repleta de polvo, lo que haría que sus cefeidas parecieran más oscuras, y por lo tanto más alejadas de lo que en realidad están. El consenso no se ha alcanzado y la edad del universo sigue sin saberse.

Algunos datos màs… (Fuente Consultada: Autonomía Educativa)

El Telescopio espacial Hubble está situado en los bordes exteriores de la atmósfera, en órbita circular alrededor alrededor de la Tierra a 593 kilómetros sobre el nivel del mar, que tarda en recorrer entre 96 y 97 minutos. Fue puesto en órbita el 24 de abril de 1990 como un proyecto conjunto de la NASA y de la ESA. El telescopio puede obtener resoluciones ópticas mayores de 0,1 segundo de arco. Tiene un peso en torno a 11.000 kilos, es de forma cilíndrica y tiene una longitud de 13,2 m y un diámetro máximo de 4,2 metros.

El telescopio es reflector y dispone de dos espejos, teniendo el principal 2,4 metros de diámetro. Para la exploración del cielo incorpora varios espectrómetros y tres cámaras, una de campo estrecho para fotografiar zonas pequeñas del espacio (de brillo débil por su lejanía), otra de campo ancho para obtener imágenes de planetas y una tercera infrarroja. Mediante dos paneles solares genera electricidad que alimenta las cámaras, los cuatro motores empleados para orientar y estabilizar el telescopio y el equipos de refrigeración de la cámara infrarroja y el espectrómetro que trabajan a -180 ºC.

Desde su lanzamiento, el telescopio ha recibido varias visitas de los astronautas para corregir diversos errores de funcionamiento e instalar equipo adicional. Debido al rozamiento con la atmósfera (muy tenue a esa altura), el telescopio va perdiendo peso muy lentamente, ganando velocidad, de modo que cada vez que es visitado, el transbordador espacial ha de empujarlo a una órbita ligeramente más alta.

La ventaja de disponer de un telescopio más allá de la atmósfera radica principalmente en que ésta absorbe ciertas longitudes de onda de la radiación electromagnética que incide sobre la Tierra, especialmente en el infrarrojo lo que oscurece las imágenes obtenidas, disminuyendo su calidad y limitando el alcance, o resolución, de los telescopios terrestres. Además, éstos se ven afectados también por factores meteorológicos (presencia de nubes) y la contaminación lumínica ocasionada por los grandes asentamientos urbanos, lo que reduce las posibilidades de ubicación de telescopios terrestres.

Desde que fue puesto en órbita en 1990 para eludir la distorsión de la atmósfera – históricamente, el problema de todos los telescopios terrestres -, el Hubble ha permitido a los científicos ver el Universo con una claridad jamás lograda. Con sus observaciones, los astrónomos confirmaron la existencia de los agujeros negros, aclararon ideas sobre el nacimiento del Universo en una gran explosión, el Big Bang, ocurrida hace unos 13.700 millones de años, y revelaron nuevas galaxias y sistemas en los rincones más recónditos del cosmos. El Hubble también ayudó a los científicos a establecer que el sistema solar es mucho más joven que el Universo.

En principio se pensó traer el telescopio de vuelta a la Tierra cada cinco años para darle mantenimiento, y que además habría una misión de mantenimiento en el espacio en cada periodo. Posteriormente, viendo las complicaciones y riesgos que involucraba hecer regresar el instrumento a la Tierra y volver a lanzarlo, se decidió que habría una misión de mantenimiento en el espacio cada tres años, quedando la primera de ellas programada para diciembre de 1993. Cuando al poco tiempo de haber sido lanzado, se descubrió que el Hubble padecía de una aberración óptica debida a un error de construcción, los responsables empezaron a contar los días para esta primera misión de mantenimiento, con la esperanza de que pudiera corregirse el error en la óptica.

A partir de que en esa primera misión de mantenimiento se instaló un sistema para corregir la óptica del telescopio, sacrificando para ello un instrumento (el fotómetro rápido), el Hubble ha demostrado ser un instrumento sin igual, capaz de realizar observaciones que repercuten continuamente en nuestras ideas acerca del Universo.

El Hubble ha proporcionado imágenes dramáticas de la colisión del cometa Shoemaker-Levy 9 con el planeta Júpiter en 1994, así como la evidencia de la existencia de planetas orbitando otras estrellas. Algunas de las observaciones que han llevado al modelo actual del universo en expansión se obtuvieron con este telescopio. La teoría de que la mayoría de las galaxias alojan un agujero negro en su núcleo ha sido parcialmente confirmada por numerosas observaciones.

En diciembre de 1995, el telescopio fotografió el campo profundo del Hubble, una región del tamaño de una treinta millonésima parte del área del cielo que contiene varios miles de galaxias. Una imagen similar del hemisferio sur fue tomada en 1998 apreciándose notables similitudes entre ambas, lo que ha reforzado el principio que postula que la estructura del Universo es independiente de la dirección en la cual se mira.

Fuente Consultada: El Universo Para Curiosos Nancy Hathway

La Roca de las Edades: El Hubble -según la NASA-puede fotografiar desde Nueva York una luciérnaga posada en una flor en Sidney, Australia. .Pero el mayor desafío del súper telescopio es llegar a rozar el borde del Universo (tiene un  límite?}, y avanzar hasta el principio de los tiempos.

Hoy los observatorios convencionales levan alhombre unos 2,000 millones de años-luz: es decir, hasta un objeto ubicado a una distancia igual a la recorrida por la luz en 2.000 millones de años (velocidad de la luz: 300,000 kilómetros por segundo). Pero el Hubble puede multiplicar por seis o siete ese alcance: unos 14.000 millones de años luz.

Una especie de túnel del tiempo capaz de llevar al hombre hasta el instante del origen del Universo, sucedido unos 10.000 o 15.000 millones de años. Captada esa explosión fundacional el hombre podrá acercarse al al mas grande y acaso aterrador de los misterios: la Creación.

Un defecto de pulido en el espejo mayor desveló a los astrónomos durante tos tres primeros años de actividad del Hubble, Por fin, una misión de astronautas especializados en óptica distorsión de las imágenes.




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