Conferencia de la Astronómica de Sabadell. Ana Guijarro, 12 de marzo de 2025
Soy Ana Guijarro Román, doctora en astrofísica y astrónoma de soporte en el Observatorio de Calar Alto. Estoy muy contenta de esta invitación a la Agrupación Astronómica de Sabadell. Para mí es un honor porque sois de las asociaciones más potentes que tenemos aquí en España. Tenéis una colaboración profesional, amateur, tenéis distintos grupos de trabajo y para mí es un honor que me hayáis invitado a estos seminarios y poder formar parte de ellos. Tuvisteis la convención de astronomía, como muestra de las más antiguas y de las más famosas de España, con ponentes muy, muy potentes. Bueno, pues entonces para mí, como os digo, es un honor estar con vosotros. Seguid así, aprovechad todo, que tenéis un observatorio súper bonito y seguid trabajando, porque la verdad es que, aunque cuesta trabajo, merece mucho la pena. Yo voy a hablar de “Mirando el cielo desde el Observatorio de Calar Alto”.
¿Qué hacemos en el observatorio de Calar Alto? ¿Qué hacemos en un observatorio? Pues observar el cielo. Por ejemplo, pongo esta imagen súper bonita de la Nebulosa de la Trompa de Elefante, de César Blanco González, donde podemos ver esos colores tan maravillosos, azules, incluso un poco verdosos, celestes, blancos, naranjas, … (figura 1). En un observatorio hacemos eso. Pero además tenemos la responsabilidad de buscar, de investigar,¿Hay planetas alrededor de esas estrellas que vemos? ¿Hay agujeros negros? ¿De qué está compuesto? Está claro que estos colores nos marcan que hay sulfuros, oxígeno e hidrógeno. ¿Cómo sabemos de qué está compuesta la materia si realmente no podemos ir allí, coger una parte y luego llevarlo un microscopio y saber realmente de qué elemento está compuesta, qué moléculas tiene? ¿Cómo llegamos a saber esa composición? ¿A qué velocidad se alejan, se acercan, giran estos cuerpos celestes? ¿A qué distancia están también? Pues todas estas cosas es lo que intentamos resolver desde los observatorios astronómicos.
Figura 1. Fotografía de la Nebulosa de la Trompa de Elefante, por César Blanco González.
Por ahora, lo único que tenemos de esos objetos que queremos investigar es su luz. Digo que ahora mismo, porque desde hace muy poco tenemos un campo nuevo de investigación apasionante que es el de las ondas gravitatorias o gravitacionales, que nos está trayendo una información diferente a la de la luz. Esas ondas gravitacionales son provocadas por grandes movimientos de grandes masas, como por ejemplo la fusión de agujeros negros, también fusión de estrellas de neutrones, supernovas, … son objetos y sucesos muy energéticos que hacen que el campo gravitatorio varíe. Y somos capaces de detectarla con detectores especiales, como por ejemplo los detectores de LIGO, y es con esos detectores que estamos obteniendo otro tipo de información muy interesante que no somos capaces de detectar con los telescopios normales. En ese campo no me voy a meter, es un campo muy nuevo que está justo empezando. De hecho, LIGO ha detectado unos 60 eventos.
Solamente voy a hablar de lo que es la radiación electromagnética, de la luz. Solo tenemos la luz y con eso tenemos que intentar averiguar, investigar, informar todo, intentar sacarle todo lo que podamos de esta materia. Entonces, ¿qué es lo que hacemos? Pues construimos telescopios que son unos vasos especiales para recoger esos fotones y luego poder analizarlos. Esta recolección de luz es muy interesante porque ya no sólo hacemos astronomía sino astrofísica, porque con ella podemos hacer teorías físicas que expliquen lo que estamos observando. Es decir, hacemos observaciones, recogemos datos, calculamos velocidades, composiciones, etc. Y todo eso tiene que estar explicado por las leyes de la física. Entonces, esa es la interacción tan chula que tenemos para saber las cosas: la teoría física y la observación. Lo experimental y lo teórico están totalmente relacionados. Lo observacional explica lo teórico y lo teórico tiene que cumplir lo observado. Para nosotros, experimentales, lo que necesitamos entonces sería como unos ojos enormes, por así decirlo. Estos ojos enormes son los telescopios.
Tenemos telescopios en el rango del óptico, y telescopios en el rango de las ondas de radio. El resto tenemos que mandarlo al espacio. ¿Por qué? ¿Porque nos gusta gastar dinero y ser así como muy fashion? No. Resulta que tenemos una atmósfera maravillosa que rodea nuestro planeta Tierra, que hace posible la vida, afortunadamente, porque nos evita muchísimas radiaciones, muchísimas partículas que son perjudiciales para la vida. Pero para nosotros, los astrofísicos, la atmósfera nos estropea las observaciones porque de todas las luces, de todo el espectro electromagnético, lo único que atraviesa la atmósfera es el rango del visible y el rango del radio. Por eso construimos telescopios en el visible y radiotelescopios. Para el resto necesitamos mandar satélites espaciales, que tienen dentro unos telescopios, para captar esas longitudes de onda.
Pensad que si las estrellas o si la galaxia emitiera solamente en el rango, por ejemplo, de los rayos X, nosotros veríamos un cielo totalmente oscuro; pero afortunadamente, los astros emiten en todas las longitudes de onda y nosotros somos capaces de verlos en el rango del visible. Esta radiación de la que estoy hablando, el espectro electromagnético, es una radiación que se propaga de manera periódica, tanto en el espacio como en el tiempo. Esto es chulísimo porque los físicos ya podemos clasificar, organizar y nombrar.
La luz es un espectro que se puede clasificar por su longitud de onda o por su frecuencia. Y ambas magnitudes están relacionadas por la velocidad. Lo muestro en esta fórmula:
v= fλ
Donde v es la velocidad, f la frecuencia -cuántas veces se repite- y λ es la longitud de onda -el tamaño de la onda-.
La velocidad de la luz es una constante y es la velocidad máxima que se puede alcanzar en el Universo. Son 300.000 kilómetros por segundo, más o menos.
Además, tenemos que la frecuencia multiplicada por una constante -la constante de Planck- me daría la energía:
E= hf
Entonces, fijaos cómo teniendo simplemente la longitud de onda que me llega de esa luz, puedo sacar su frecuencia (la velocidad la conocemos) y también su energía. Luego, la longitud de onda menos energética son las ondas de radio, después tendríamos las microondas, el infrarrojo, el visible -que es lo que captan nuestros ojos-, el ultravioleta, los rayos X y los rayos gamma. Esas son todas las longitudes, toda la luz que yo quiero recoger de mis astros para tener toda la información.
Os pondré un ejemplo con mis manos. Si observo mis manos con luz visible puedo ver su estructura: están formadas por cinco dedos, uñas, etc. Si en vez de verlas en el visible, las veo con rayos X, veré mis huesos sin necesidad de abrirlas. Ya tengo más información. Y si las veo con luz infrarroja estaré detectando diferentes temperaturas y podré ver las venas, las arterias, etc. que están más calientes o más frías. O sea, fijaos que, simplemente observando mis manos con diferentes longitudes de onda, toda la información que saco. Pues eso es lo que hacemos en el espacio.
Nosotros tenemos, por ejemplo, la galaxia M51, la Galaxia del Remolino (figura 2). Si la observamos en el rango del visible, la que más conocemos y más acostumbrados estamos a ver, estamos viendo las estrellas tipo Sol, las que están a una temperatura normal, que no son ni muy viejas ni muy jóvenes, como nuestro Sol. Pero fijaos que, si me quedo solamente con esa imagen, hay zonas que están oscurecidas por el polvo y no consigo ver más allá. Si me voy a radiaciones de longitudes de ondas mayores, ondas de radio, que serían las menos energéticas, veo las regiones más frías, las moléculas como el dióxido de carbono. Fijaos que casi veo mejor la estructura espiral de esta galaxia. Si observo la galaxia con luz infrarroja soy capaz de ver las estrellas más antiguas y frías. ¡La longitud de onda es tan grande que soy capaz de atravesar el polvo! Por eso los atardeceres son rojos. Y podemos ver las partes que están oscurecidas en el visible. Y si me voy a las longitudes de onda más pequeñas, más estrechas, veo los objetos más energéticos como las estrellas recién nacidas, las más energéticas y azules. Y si voy a longitudes de onda todavía más estrechas veo las explosiones de rayos gamma o explosiones de supernovas. Fijaos que esta última imagen no tiene nada que ver con la imagen en visible.
Figura 2. Galaxia del Remolino (M51) en distintos rangos de longitud de onda.
Con una sola imagen de la galaxia tengo bastante información, pero si quiero sacar muchísima más información, lo que tengo que hacer es diseccionar esa luz. Para eso lo que hago es obtener el espectro de la luz. Se trata de dispersar la luz para ver cuánta luz tengo en cada longitud de onda: cuánta tengo de amarillo, cuánta tengo de verde, cuánta tengo de azul, etc. y con eso soy capaz incluso de obtener la energía.
Cuando la luz del sol pasa por una gota de agua, se descompone en todos sus colores: violeta, azul, verde, amarillo, etc. Si en vez de una gota de agua utilizo un prisma o una red de difracción, soy capaz de dispersarla más. Realmente de los espectros es de donde sacamos más información de los astros. Animo a todos los amateurs a que os metáis en este mundo de la espectrografía en el que se puede sacar muchísima más información de los objetos. Hay que reconocer que es más fea porque solo salen líneas, pero la información que se obtiene es infinitamente mayor. Vamos a verlo.
Primeramente, como siempre, nos vamos a la física. Por ejemplo, hay la ley de desplazamiento de Wien que me relaciona directamente la longitud máxima a la que está emitiendo un cuerpo con su temperatura. Por ejemplo, la longitud máxima a la que emite nuestro Sol se sitúa entre el amarillo y el verde. Si yo meto esa longitud de onda máxima, obtengo que su temperatura es de unos 6000 K. ¡Superchulo! ¿Por qué? Porque entonces cualquier objeto que yo capte en el cielo y capte cuál es su longitud máxima en la que está emitiendo, obtendré directamente su temperatura. Esto también nos ocurre a nosotros, los humanos. Como tenemos una temperatura de unos 37 grados también emitimos luz, pero no es luz visible sino luz infrarroja. Si nos viéramos con unas cámaras de visión nocturna, brillaríamos.
Y ahora vámonos realmente con lo que es el espectro. El espectro está intrínsicamente relacionado con la estructura de la materia, con la estructura atómica. Todos sabemos que un átomo está compuesto por un núcleo, con protones y neutrones, y electrones a su alrededor. Los electrones no se encuentran en posiciones aleatorias sino en unos niveles muy específicos, que están totalmente determinados. Se les llama orbitales y, cómo os decía, están totalmente determinados, con unas energías muy bien determinadas. Los niveles más cercanos al núcleo tienen menos energía y los más lejanos al núcleo tienen más energía. Normalmente los electrones están en los niveles menos energéticos, pero los podemos excitar y pueden saltar a niveles energéticos más altos. Cada salto tiene una energía totalmente característica. Recordad que la energía está relacionada con la frecuencia, y la frecuencia con la longitud de onda. Entonces, si excitamos un electrón y va a niveles de energía más energéticos, se produce una absorción en una línea, en una longitud de onda muy característica, que está totalmente determinadas con el tipo de electrón que es.
Figura 3. Espectros de absorción y de emisión del hidrógeno, helio, oxígeno y silicio.
Aquí tenemos el espectro del hidrógeno. Lo tenemos de absorción y de emisión. Emisión sería cuando el electrón se mueve a los niveles energéticos inferiores, serían niveles energéticos de menos energía, y entonces, al pasar de niveles superiores a niveles inferiores, de niveles más energéticos a menos, desprende energía con una longitud de onda característica. Si es al revés, está absorbiendo energía, los electrones se mueven a las capas superiores. Entonces, yo lo que vería sería unas líneas. Vería, por ejemplo, en el hidrógeno una línea roja muy característica, que es la línea H-alfa, otra línea celestita, una azul y una morada. Si yo veo ese espectro, ya sea de absorción o de emisión, aquí o en Marte, sé perfectamente que la materia que yo tengo ahí, es hidrógeno. Si en cambio veo unas líneas rojizas, una amarilla, una verdecita, dos moraditas y un azul sería helio.
Fijaos que cuando estamos detectando el espectro de un astro, es mucho más feo porque lo único que veo son líneas. Y ojito porque si me voy a elementos más complejos que tienen más electrones, las líneas empiezan a ser como un código de barras. Pero es un código de barras muy característico porque es específico de cada uno de los elementos de la tabla periódica. Entonces, de la misma manera que con un código de barras podemos saber qué artículo del supermercado es, con un espectro podemos obtener mucha información del astro que estamos escaneando. De momento podemos saber de qué elementos químicos está formado.
Una gran artista catalana, Eugènia Balcells, en 2012, que fue el año de los elementos químicos, se enteró de esta característica de los elementos –que cada elemento tiene unas líneas, unos colores específicos y característicos– y creó una exposición en la que te metías en una habitación que decía “la habitación del sodio” y atravesabas realmente esas líneas. La verdad es que fue una exposición chulísima y fue también muy didáctica y divulgativa, y de hecho creó una tabla periódica enorme con todas las líneas.
Luego está el famoso efecto Doppler que tanto conocemos, sobre todo con el sonido. Yo escucho una ambulancia, un coche, cuando se acerca noto que las ondas se van agudizando, porque realmente las ondas de sonido se van espachurrando, se van aplastando, se van haciendo cada vez más agudas y cuando se alejan se vuelven más graves. Bueno, pues con las ondas de la luz, con las ondas del espectro electromagnético, pasa exactamente igual. Las longitudes de onda de la luz, cuando se están acercando, se vuelven más estrechas, más azules; y cuando se están alejando, se vuelven más anchas, más rojas. Por lo tanto, si observo unas líneas desplazadas hacia el color rojo seré capaz de calcular la velocidad a la que se aleja ese astro de nosotros, y viceversa, si observo líneas desplazadas hacia el azul, seré capaz de calcular la velocidad a la que se acerca el astro.
¡Fijaos qué cosa tan chula! Con los espectros estamos sacando la temperatura que está relacionada con la longitud máxima de emisión, estoy sacando la composición que son las líneas que me salen, sabiendo perfectamente de qué está compuesto y además estoy sacando a la velocidad a la que se está alejando o acercando. Incluso si tengo un objeto que por una parte se está acercando porque se está azulando la longitud de onda y por otra parte se está enrojeciendo, significa que está rotando. Entonces soy capaz también incluso de sacar la velocidad de rotación. ¡Fijaos toda la información que tenemos con los espectros!
Bueno, ya está claro que tenemos que recoger toda la luz que podamos. ¿Con qué lo recogemos? Pues con telescopios que tenemos en observatorios como, por ejemplo, en el que trabajo yo: el Observatorio de Calar Alto. Está en Almería, al sur de la Península Ibérica, donde tenemos unos cielos que son transparentes y limpios que siguen siendo oscuros. Trabajamos todos los días del año con un 70% de noches útiles. Eso es la mínima característica que tiene que tener un observatorio. Vosotros sabéis que, por mucho dinero que tengan algunas personas o en algunos países, no pueden colocar en su tierra, en su país, un observatorio. Los observatorios hay que colocarlos cerca de los desiertos, donde tenemos los grandes cinturones de altas presiones, donde hay un desierto que significa que no hay nubes, no llueve y a eso nosotros, los astrofísicos, es lo que nos interesa.
¿Dónde están los grandes observatorios? Los tenemos en Chile, en Hawái y en Canarias. Y aquí en Almería, en el sur de la Península Ibérica, un poco en el límite de ese cinturón, pero tenemos el desierto de Tabernas, que demuestra que es una zona que tiene los cielos despejados sin nubes. También es importante colocar estos telescopios a altitudes mayores de 2.000 metros. Nosotros en el Observatorio de Calar Alto estamos a 2.168 metros, así que estamos justo en el límite donde podemos colocar un observatorio, pero ahí estamos.
He comentado lo de que tenemos los cielos oscuros y, ¡cha-chán!, aquí tenemos uno de los grandes peligros que nos acecha. Os muestro un mapa de 2014, y fijaos en todos estos puntos luminosos que tenemos por la noche. Es increíble. Estamos haciendo de día la noche. Es increíble cómo estamos contaminando el cielo. Aquí en el sur, una zona que veis más hacia la derecha, más oscura, ahí es donde estaría la Sierra de los Filabres, con el Observatorio de Calar Alto. Fijaos que no somos tan conscientes de esa contaminación lumínica que no solo nos afecta al cielo, a las observaciones astronómicas, sino que también afecta a nuestro biorritmo humano, a la ecología, a los ecosistemas que tenemos alrededor. Estamos matando ya especies de aves que anidan en árboles donde nos hemos inflado a poner bombillas, y ya los pájaros ya no saben si es de día o de noche, se les olvida alimentar a las crías. O sea, es realmente un desastre que estamos cometiendo, como siempre los humanos, de contaminar.
Fijaos que incluso los que se supone que somos amantes del cielo contaminamos lumínicamente. Os muestro una imagen del Observatorio de Calar Alto -al fondo se ve el telescopio de 3,5 metros- en una noche de las Perseidas (figura 4), una noche de principios de agosto, donde los amantes de los astros suben a ver al Observatorio de Calar Alto, como se puede ir a cualquier otro sitio que sea oscuro para ver esa maravilla de lluvia de estrellas. Pues fijaos cómo incluso hasta los amantes que se ponen a observar, invaden la carretera con todos los faros encendidos, con linternas, una luz increíble de LEDs. Es increíble que ni siquiera los aficionados somos conscientes de lo que estamos contaminando, es de vergüenza.
Figura 4. Cúpula del telescopio de 3.5m de Calar Alto y alrededores invadidos de gente observando las Perseidas con faros y linternas encendidas.
Nosotros desde el Observatorio de Calar Alto, desde 2007, David Galadí empezó una lucha contra la contaminación lumínica para demostrar lo único que es este recurso natural, y conseguimos que en 2010 se aprobara una ley de protección del cielo. Los canarios ya la tienen, nos llevan mucha ventaja, y nosotros en Andalucía conseguimos esa ley. Ciertos empresarios y ciertos alcaldes consiguieron derogarla en 2016. El Tribunal Superior tiró la ley. Pero estamos muy contentos en Andalucía porque hace muy poquito, el 11 de febrero de 2025, conseguimos que esa ley volviera con fuerza, con potencia y ya tenemos zonas protegidas en el cielo de Andalucía, sobre todo dos zonas de interés, que son las que rodean el Observatorio de Calar Alto y el Observatorio de Sierra Nevada, el observatorio que pertenece al Instituto de Astrofísica de Andalucía. Estamos muy contentos con esta ley que va a llevar a que en torno a unos 80 municipios alrededor de estas zonas tengan que cambiar su luminaria. Hay que iluminar, pero con cabeza, que incluso es energéticamente más sostenible. Pues hay unos 80 municipios que tienen que ajustar esta iluminaria en un periodo de dos años.
El Observatorio de Calar Alto en 2023 cumplió 50 años, y quisiera hacer un apunte rápido histórico. Empezó en el año 1973 con un acuerdo alemán-español. Entonces era un 90% alemán y un 10% español. La primera luz en el telescopio más pequeñito de 1,23 metros fue en el 1975, en el telescopio de 2,2 m fue en 1979, y en el telescopio de 3,5 m fue en 1984. A partir de 2004-2005, los alemanes cedieron y la participación fue del 50% para cada país. Y a partir de 2019 los alemanes dejaron de ser propietarios del observatorio y cedieron su parte a la Junta de Andalucía.
Aquí tenéis una imagen satélite de nuestro observatorio (figura 5), con los nombres de los telescopios. Como yo siempre cuento, es un observatorio alemán, y los alemanes no son muy creativos a la hora de poner los nombres. Así que los telescopios se denominan según su diámetro.
Figura 5. Fotografía aérea del Observatorio de Calar Alto con etiquetas identificativas de los distintos telescopios e instalaciones.
Como os digo, en el observatorio tenemos una calidad de cielo excepcional, todavía, y con esta ley que tenemos lo que nos va a durar, ¡tendremos observatorio de Calar Alto y cielos almeriense y andaluces para rato! Tenemos un seeing por debajo de la media, por debajo de un segundo de arco, lo que demuestra que son unos cielos muy estables. Y tenemos una extinción por debajo de las 0,16 magnitudes por masa de aire. Es decir, que son unos cielos limpios y transparentes. Durante estos 50 años hemos llevado una estadística en el que de las 365 noches que tiene el año, 230 son noches completamente útiles. Somos un equipo ya muy experimentado y ya conseguimos que incluso el tiempo perdido por problemas técnicos en nuestro observatorio esté por debajo del 2,7% al año. Son unos buenos resultados, lo que lleva a que seguimos teniendo cada vez más publicaciones científicas que se basan en observaciones hechas en nuestro observatorio, de las cuales estamos muy orgullosos y muy contentos.
En el observatorio, como ya sabéis, ya no observamos poniendo el ojo; y en el observatorio la plantilla que tenemos no solamente está compuesta por astrónomos. Tenemos una plantilla de unas 40 personas, con técnicos en mecánica, en mantenimiento, en informática, en electrónica, gente de administración y de servicios. De astrónomos, estamos algunos que trabajamos de día para preparar las observaciones, y otros que trabajan de noche.
Nuestros telescopios tienen unas monturas ecuatoriales que hacen que el seguimiento sea de los más precisos, desde los telescopios más chiquitos de 50 centímetros, como nuestro gran telescopio. Los telescopios son de tipo Cassegrain, que conocéis todos perfectamente. La luz llega a un espejo primario, es reflejada a un espejo secundario, que a su vez la refleja a un instrumento para obtener toda la información. Nuestros espejos tienen un agujerito en el centro, para que la luz vaya al instrumento.
Vamos a hablar un poquito de los espejos porque son las partes más importantes de un telescopio, la parte más cara y la más pesada. Nuestros telescopios tienen unos espejos de vitrocerámica. Fijaos la anchura o espesor que tienen, pesan del orden de 10-12 toneladas. Tenéis que pensar que ha habido un desarrollo bestial buscando el mejor material para la construcción de estos espejos. Queremos espejos que sean prácticamente perfectos, que sean obras maestras. Entonces, empezaron con cristales, luego fueron vidrios, que son más resistentes, luego materiales cerámicos y ahora tenemos materiales vitrocerámicos, que tienen unos niveles de deformación, ya sea por temperatura o por tensiones, totalmente nulos. Son muy estables y, como os digo, prácticamente perfectos. Tenemos dos cámaras de aluminizado y aluminizamos nosotros mismos los espejos. El espesor de aluminio que llegamos a poner a los espejos es de tan sólo 0,0001 milímetro. Con 10 gramos de aluminio puro, aluminizamos un espejo de 8 metros de diámetro. En las cámaras de aluminización conseguimos un vacío casi perfecto, con una presión de una millonésima parte de la presión normal. Se aplica el aluminio a una corriente eléctrica de unos 4.000 amperios, y en tan sólo 80 segundos, el aluminio se evapora y se adhiere de manera totalmente uniforme y homogénea en todas las direcciones del espacio. Y eso hace que incluso se llegue a pegar en el espejo.
Cuando me preguntan para qué sirve un telescopio, me encanta decir que es para freír un huevo frito, porque ese material vitrocerámico es el que tenemos precisamente en nuestras cocinas. Tenemos los telescopios para recoger la luz ¿Y ahora qué hacemos? Pues si estuviéramos en la época del 1600 o del 1700, como Galileo Galileo o Carolina Herschel, los astrofísicos tendríamos que mirar con nuestros ojos y hacer dibujos de lo que viéramos, que, por cierto, esta gente lo hizo genial. Galileo dibujó las lunas de Júpiter o los cráteres de nuestra Luna o, Carolina Herschel dibujó las estrellas de nuestra Vía Láctea. Fue la primera imagen o dibujo que tenemos de nuestra Vía Láctea, que la hizo con bastante precisión, marcando incluso la banda de polvo y la posición de nuestro Sol en la Vía Láctea. Afortunadamente más adelante aparecieron las placas fotográficas. Desde que apareció la primera fotografía, hasta que esta técnica se aplicó a la astronomía sólo pasaron 20 años. John William Draper, en 1840, ya hizo la primera imagen de la Luna. Me parece alucinante que salga algo y enseguida se use para la astronomía, y no solo usarlo, sino desarrollarlo porque el hijo de John William Draper, Henry, y su nuera, Mary Anna Draper, fueron completamente pioneros y ya en 1872 fueron capaces de sacar el espectro de una estrella viendo cinco líneas de absorción. ¡Alucinante! ¡Incluso fueron capaces de sacar una fotografía, la primera, de la nebulosa de Orión! Me encanta mostrarla y compararla con la el Hubble. Han pasado más de 100 años de una imagen a otra (figura 6). Oye, claro, la del Hubble es chulísima, pero fijaos qué nivel de precisión tenía la fotografía de los Draper. Entonces, con la fotografía se hizo un gran avance en la astronomía porque ya, por fin, teníamos algo que podíamos conservar, que podíamos grabar, que podíamos examinar, pero las placas fotográficas no tienen una respuesta lineal y es muy difícil hacer ciencia con las placas fotográficas. Menos mal que hace muy poco aparecieron las cámaras CCD.
Figura 6. Primera fotografía de la nebulosa de Orión (izquierda) y fotografía actual de la nebulosa tomada por el Telescopio Espacial Hubble (derecha).
A mí me encanta mostrar la cámara CCD que tenemos dentro de todos los móviles. Esto tan pequeño es de 2 megapíxeles y vale 8 euros. Hemos tenido un gran avance con las cámaras CCD, porque son de alta eficiencia, tienen una respuesta lineal, una mayor simplicidad de adquisición, de procesado. De ahí ya sacamos ciencia, una ciencia que incluso podemos llevar a longitudes de onda del infrarrojo, donde la temperatura, ya hemos dicho que era muy importante, porque somos capaces de poner esa CCD a una temperatura de -190 grados.
Entonces ya tenemos nuestros telescopios, nuestras cámaras, nuestras CCD y ahora vamos a poner a trabajar a los ingenieros, a los ópticos, y a los electrónicos en los laboratorios para que me construyan instrumentos para que esa dispersión, disección de la luz, sea lo más precisa posible y con más resolución.
Figura 7. Telescopio 3.5m del Observatorio de Calar Alto, el telescopio más grande de la Europa continental.
Por ejemplo, en nuestro telescopio más grande (figura 7) tenemos un instrumento, CARMENES, que es un instrumento de grandísima, grandísima resolución. Es capaz de detectar variaciones en la longitud de onda de 0,0001 nanómetros. ¡Es capaz de detectar variaciones de velocidad radial de un objeto que se está moviendo a una velocidad de un metro por segundo! Un metro por segundo es la velocidad de una persona al andar.
Fijaos, en nuestro Sistema Solar, la Tierra gira alrededor del Sol, pero no gira exactamente alrededor del Sol, sino alrededor de un centro de masa que estaría entre la Tierra y el Sol. El Sol afecta a la Tierra, pero la Tierra también afecta al Sol. Mucho menos, claro, por la diferencia de masa y de gravedad, pero le afecta. El Sol también gira alrededor del centro de masas. La Tierra provoca un movimiento del Sol de 9 cm/s. Júpiter, al ser mucho más grande, le provoca un movimiento de 10 m/s. Con CARMENES seríamos capaz de detectar el movimiento del Sol debido a la gravedad de Júpiter desde una gran distancia o, lo que es lo mismo, somos capaces de detectar exoplanetas como Júpiter, pero no exoplanetas como la Tierra alrededor de estrellas como el Sol. Pero si las estrellas son más pequeñas y menos masivas, el vaivén producido por un planeta terrestre sí sería detectable ¡Y los estamos detectando! Con este instrumento ya hemos detectado 65 exoplanetas, de los cuales 15 son de tipo Tierra. Y somos capaces de ver si esos exoplanetas tienen atmósfera o no, y de qué está compuesta.
Por ejemplo, en la estrella GJ 3512 detectamos un planeta que estaba formado por la ruptura de un disco alrededor de la estrella y no por la acumulación de material en los discos protoplanetarios, que es como pensamos que se forman los sistemas planetarios. Entonces, incluso estamos viendo que tenemos que replantearnos los modelos de formación planetaria.
También estamos descubriendo planetas que están a una temperatura de 4.000 grados, es decir que se están evaporando.
Quedaros con la idea de que todas las estrellas que tenemos en el cielo tienen exoplanetas a su alrededor. Cada vez que miréis el firmamento, pensad que siempre hay planetas. Este es un descubrimiento de hace muy poco, y pensad que hace unos pocos siglos hubo gente a la que se la quemó por decir esto, como por ejemplo, a Giordano Bruno. Fijaos todo lo que hemos avanzado.
Es totalmente fascinante también otra de las cosas que estamos haciendo en el Observatorio de Calar Alto. En nuestro telescopio más grande de 3,5 metros, a parte del instrumento CARMENES, tenemos otro instrumento que le llamamos espectrógrafo de dos dimensiones, de campo integral. Y es muy chulo porque en lugar de sacar un solo espectro, colocamos fibras y sacamos muchos espectros a la vez.
Tenemos un proyecto que muy interesante que se llama CAVITY, que se está desarrollando desde la Universidad de Granada. Como sabéis, las grandes estructuras del universo están hechas por unos filamentos, por unas estructuras donde se condensa la mayoría de las galaxias. Este grupo de la Universidad de Granada, con el espectrógrafo PIMAS, que está en el telescopio de 3,5 metros, está viendo que, en los grandes vacíos de estas estructuras, hay galaxias que no deberían estar allí, pero ahí están. Y están examinando cómo son realmente esas galaxias, cómo evolucionan, de qué están formadas y si se parecen también a las galaxias que están en las grandes estructuras del universo.
Y tenemos otros muchísimos proyectos que utilizan otros instrumentos. Tenemos otros dos instrumentos que se pueden colocar en el telescopio de 3,5 metros: Omega2000, que es una cámara de gran campo en el infrarrojo, y LAICA, que es cámara de imagen en el visible.
En el telescopio de 2,2 metros tenemos otros instrumentos (figura 8). Por ejemplo, tenemos CAFOS, que es un instrumento súper versátil porque nos permite sacar espectros y la polarización de la luz al mismo tiempo. Con él, por ejemplo, estamos haciendo un estudio fascinante de los agujeros negros, donde estamos viendo cómo se alimentan estos grandes monstruos del universo, cómo acretan la materia del disco de su alrededor, cada cuánto se van alimentando y cómo van creciendo.
Figura 8. Telescopio 2.2m del Observatorio de Calar Alto, el segundo más grande del observatorio.
Tenemos otro instrumento que se llama AstraLux, que también es muy chulo. Como sabéis, la atmosfera tiene turbulencias que impide que la luz se concentre en un solo punto. Esta distorsión se denomina seeing y en lugar de puntos tenemos manchas. Entonces, este instrumento es capaz de tomar muchísimas imágenes por segundo -unas 5.000- de las cuales cogemos las mejores, las sumamos, y obtenemos una imagen final con mucha más resolución. Acabamos obteniendo imágenes comparables a las del Telescopio Espacial Hubble.
Y otro instrumento que colocamos en el telescopio de 2,2 metros es el PlanetCam, que desarrolló la Universidad del País Vasco. En este instrumento, en vez de obtener solamente una imagen, obtenemos dos, una en el infrarrojo y otra en el visible, separadas por un dicroico. La luz entra, un dicroico separa la luz, la infrarroja por un lado y la visible por otro, y coloco dos cámaras como Astralux, para obtener las dos imágenes con muchísima resolución. Con este instrumento se hacen estudios planetarios para obtener información alucinante sobre las atmósferas de los planetas del Sistema Solar (figura 9).
Figura 9. Observaciones con el instrumento PlanetCam del telescopio 2.2m del Observatorio de Calar Alto.
Con los telescopios más pequeñitos también estamos haciendo muchísima investigación, súper interesante. Por ejemplo, con la cámara Smith tenemos un acuerdo con la Agencia Espacial Europea para hacer una campaña de detección de objetos cercanos a la Tierra. Colaboramos con ellos en defensa planetaria, que suena súper bien, para detectar posibles objetos que estén cercanos a la Tierra y que podrían colisionar con nosotros. En Calar Alto ya hemos descubierto unos 2.000 objetos cercanos. Ojito porque cercanos significa que pueden estar muchísimo más lejos que la distancia de la Tierra a la Luna. Que yo sepa, ya se conocen unos 30.000 meteoritos en la superficie de la Tierra, o sea que algunos llegan a colisionar con la Tierra, y no hay más que ver la Luna que está llena de cráteres. Ha habido colisiones, las hay y las habrá. Lo más curioso es que con este estudio que estamos haciendo con la ESA, estamos detectando un montón de basura espacial. Los humanos somos especialistas en contaminar. Contaminamos de manera lumínica y también con basura espacial. Hemos llegado a detectar 22.000 objetos, de los que útiles serían unos 2.000. Bueno, ¿y qué deciros de todo lo que se está lanzando al espacio? Como no hay una ley en el espacio, ahora mismo el que tiene pasta lanza satélites ahí arriba, los que no le funcionan los dejan allí flotando y tenemos ahora mismo una cantidad de basura espacial increíble que ya está afectando a las comunicaciones.
Con el telescopio de 1,23 metros también hacemos divulgación. En fin, tenemos muchísimos proyectos. Para el año 2028 tendremos cuatro espectrógrafos PIMAS con los que tendremos una resolución espacial muchísimo mayor. Ese instrumento, que estamos construyendo en un consorcio liderado por la Universidad Complutense de Madrid con otras instituciones involucradas, se llama TARSIS. Tenemos también una nueva cámara infrarroja recién estrenada, la acabamos de comisionar y la vamos a ofrecer para la comunidad científica en el próximo semestre de 2025. Empezará a funcionar en julio del 2025 y es una cámara de gran campo infrarroja que se llama PANIC, que colocaremos en el telescopio de 2,2 metros.
Tenemos otros proyectos muy interesantes como, por ejemplo, MARCOT, que trata de recoger la luz de distintos telescopios pequeños y sumarla como si de un gran telescopio se tratara. Es decir, estamos intentando construir “telescopios grandes” con poco dinero