Cómo ve ALMA

Por cuatros siglos, telescopios de todo tipo nos han deleitado con imágenes del Universo que intrigan y sorprenden. Hemos conocido explosiones de estrellas, nacimiento de planetas y muchos otros objetos y fenómenos. Con ALMA está apareciendo la misteriosa luminosidad del Universo más frío y oculto. Podemos contemplar con vívida claridad lo que nadie ha visto. Ese es el Universo de ALMA: un universo en que lo invisible se vuelve visible y el conocimiento, de la mano de los astrónomos, se revela ante la humanidad.

Espectro electromagnético

El espectro electromagnético es la distribución de las energías del conjunto de las ondas electromagnéticas. Este se extiende desde la radiación de menor longitud de onda -como los rayos gamma y los rayos X, pasando por la ultravioleta, la luz visible y los rayos infrarrojos- hasta las ondas electromagnéticas de mayor longitud de onda: las ondas de radio.

Los procesos físicos que ocurren en el Universo emiten radiación electromagnética que puede ser captada usando diferentes instrumentos. Para captar algo similar a lo que ven nuestros ojos (luz visible) se usan los telescopios ópticos; para captar rayos gamma se usan los telescopios espaciales (no se pueden observar en la Tierra porque la atmósfera las bloquea para protegernos de su alta energía); y, finalmente, para captar ondas de radio se utilizan los radiotelescopios.

Como podemos observar en las imágenes, un mismo objeto -en este caso la Galaxia Centaurus A- puede verse de distintas formas dependiendo de las ondas que observemos. Al incluir información de distintos instrumentos se logra tener una imagen mucho más completa de lo que se observa.

Centaury A

Galaxia Centauro A observada por diferentes telescopios

¿Qué es un radiotelescopio?

A diferencia de los telescopios ópticos -como el construido por Galileo Galilei hace más de 400 años- que captan sólo imágenes del espectro de luz visible, los radiotelescopios están diseñados para captar ondas de radio emitidas por fuentes en el espacio. Esta es una porción del espectro electromagnético que nos permite indagar el Universo frío, ya que corresponde a procesos físicos de baja energía. Las ondas de radio pueden ser captadas las 24 horas, no solo de noche como las visibles, así que ALMA no descansa.

Para percibir las señales más débiles provenientes del Universo se necesita una superficie recolectora muy grande. Es necesario entonces contar con varias antenas parabólicas que puedan combinarse para funcionar como un solo gran telescopio. Esta técnica es conocida como interferometría y permite a ALMA actuar como ¡un solo gran telescopio de hasta 16 kilómetros de diámetro!

¿Con que ojos observa ALMA?

Nuestros ojos pueden captar una pequeña porción del espectro electromagnético, correspondiente a la luz visible. El Universo emite luz cubriendo todo el espectro recién descrito, desde las ondas de radio hasta los rayos gamma. De esta forma los estudios realizados en cada porción del espectro contribuyen al conocimiento del Universo.

Gracias a ALMA, que observa la porción de ondas de radio en longitudes de onda milimétricas y submilimétricas (que se encuentran entre las ondas del infrarrojo lejano y las ondas de radio) podemos cumplir el sueño de abrir una nueva veta de exploración del Universo en alta resolución. Se trata de un tipo de investigación clave para la astronomía del futuro porque:

  • Es donde se encuentra el Universo oscuro 

Además del fondo cósmico de microondas (un brillo casi uniforme en todas partes del cielo, consecuencia del Big Bang o Gran Explosión), el Universo emite luz en lo que podríamos denominar tres “agrupaciones” de energía: las altas (ultravioleta, rayos X, rayos gamma y radiación de fondo cósmico), las no tan altas (luz visible) y las de baja energía (infrarrojo, microondas y ondas de radio).

Por cuatro siglos se han estudiado las emisiones de luz visible gracias al uso de telescopios ópticos. Las ondas más energéticas no logran penetrar la atmósfera debido a que son absorbidas por la capa de ozono, por lo que deben observarse con telescopios espaciales como el Hubble. Finalmente, están las de baja energía, que antes no podían ser observados por estar bloqueadas por la atmósfera terrestre. Sin embargo, ahora pueden ser captadas por ALMA, gracias a su tecnología de punta y a su localización privilegiada en el llano de Chajnantor.

Dicho lugar, además de ser lo bastante amplio para ubicar las 66 antenas, es muy alto (5.000 metros sobre el nivel del mar), seco (ubicado en el desierto más árido del mundo) y de cielos muy transparentes (debido a su lejanía de las urbes, conteniendo menos contaminación lumínica y atmosférica). Todo esto permite a ALMA captar ondas en el infrarrojo lejano.

  • Es donde suceden fenómenos que los otros observatorios no pueden ver

Algunas de las más persistentes preguntas en astronomía se refieren al origen de las galaxias, estrellas, planetas y moléculas que alimentan la vida. ALMA observa la luz emitida por objetos de temperaturas frías ubicados en el espacio, lo que nos permite desentrañar profundos misterios acerca de la formación de planetas, o las “huellas digitales” de moléculas complejas, incluso las orgánicas, de las que no se conoce mucho o las que ni siquiera han sido descubiertas.