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La era de los telescopios extremadamente grandes ya está aquí

Comparativa del ELT, el VLT y la Sagrada Familia. ESO, CC BY

Los astrónomos siempre queremos más: la galaxia más lejana, la estrella más débil, el planeta más parecido a la Tierra… Y para eso necesitamos ¡más fotones! O sea, telescopios más grandes.

Pero han sido necesarios 400 años de desarrollo para alumbrar una nueva era, la de los telescopios extremadamente grandes. El ELT, un prodigio a la altura de la Sagrada Familia y la Torre Eiffel, y actualmente en construcción en Chile, será el primero de estos telescopios gigantes.

De Galileo a Herschel

Galileo Galilei no inventó el telescopio, pero casi. Con uno de sus ingenios, un telescopio con una lente de 3.7 cm, vio por primera vez en 1610 los cuatro satélites “galileanos” de Júpiter, las fases de Venus y los anillos de Saturno.

Casi 200 años después, William Herschel –descubridor de Urano, la radiación infrarroja y muchas cosas más– terminó de fabricar un telescopio para el rey de España. Este telescopio tenía un espejo primario de unos 60 cm, que aún se conserva en el Observatorio Astronómico Nacional, al lado del parque de El Retiro, en Madrid.

Tan importantes fueron los descubrimientos de estos astrónomos que, otros 200 años después, dos de los telescopios más grandes del Observatorio del Roque de Los Muchachos, en La Palma, llevan su nombre: el Telescopio Nazionale Galileo (TNG) y el William Herschel Telescope (WHT). El primero es italiano y el diámetro de su espejo es de 3.56 m de diámetro; el segundo es (hispano-)neerlandés-británico y su espejo mide 4.2 m.

De lentes a espejos

En astronomía “el tamaño importa”. Cuanto mayor es el diámetro de la lente o del espejo primario, mayor es el área colectora de fotones y, por tanto, mayor capacidad para ver objetos muy débiles, como galaxias muy lejanas u objetos minúsculos en el Sistema Solar.

Como el área de un círculo es π (pi) multiplicado por el radio al cuadrado ( A = π * R2 ), el telescopio de Herschel para el rey de España recolectaba unas 300 veces más fotones que el de Galileo, y el TNG y el WHT otras 5 000 veces más que el de Herschel.

En 2023, aunque los mejores observatorios están en Chile y Hawái, el telescopio óptico-infrarrojo más grande del mundo está en el Roque de Los Muchachos. El espejo primario del Gran Telescopio Canarias (GTC) no es una gran lente circular y monolítica, como las del TNG o el WHT, sino que es una colección de 36 espejos hexagonales de vitrocerámica, cada uno de 1.9 m entre vértices. Estos espejos operan juntos como si fueran un único espejo circular de 10.4 m de diámetro. GTC tiene una abertura 3 000 veces mayor que el telescopio de Galileo, ¡y recolecta 8 millones de veces más fotones!

De telescopios grandes a telescopios muy grandes

El tamaño importa, pero no lo es todo. Un telescopio puede ser como un teléfono móvil grande pero con 4G y una pantalla y una cámara regulares, o un poco más compacto pero con 5G, pantalla súper retina XDR y sistema de cámaras Pro Principal de 48 Mpx. Y más caro, también.

En este aspecto, la astronomía y la telefonía son idénticas, y los mejores instrumentos de telescopios no espaciales (con las mejores “pantallas y cámaras”) están todos en las cuatro unidades del Very Large Telescope en el Observatorio de Paranal en Chile. Curiosamente, también usamos un acrónimo de tres letras para designarlo: VLT. Sin embargo, los nombres de los instrumentos son más sugerentes: MUSE, ESPRESSO, X-Shooter, ERIS…

El VLT y su instrumentación pertenecen a la Organización Europea Austral (ESO, por su acrónimo en inglés), y España es parte de ella. Por tanto, los astrónomos españoles tienen acceso a los telescopios de la ESO en Chile, además de todos los de La Palma (TNG, WHT, GTC), los de Tenerife, los de Calar Alto en Almería… Esta es una de las razones por las que España es una gran potencia mundial en astronomía.

Esta imagen, tomada a principios de agosto de 2023, muestra el sitio de construcción del Extremely Large Telescope (ELT) de ESO. Ubicado en la cima del Cerro Armazones en el desierto de Atacama chileno, el telescopio superó el hito del 50 % de finalización en julio de 2023.
G. Hüdepohl (atacamaphoto.com)/ESO, CC BY

Y los tres telescopios gigantes en desarrollo

En estos momentos hay tres grandes proyectos internacionales para telescopios extremadamente grandes, unos aún sobre la mesa, otros ya en marcha. Sus acrónimos, claro, tienen tres letras.

El gigante más retrasado de todos, el TMT o Thirty Meter Telescope, supuestamente tendrá 492 espejos hexágonales de 1.4 m cada uno. Todos juntos equivaldrán a, como dice su nombre, un espejo de 30 m. El problema es que los estadounidenses y sus colegas japoneses, chinos, indios y canadienses llevan más de una década intentando encontrar el sitio ideal para situarlo. Y, a este paso, no lo encontrarán nunca.

El GMT, Giant Magellan Telescope, que sí ha comenzado a construirse en el Observatorio de Las Campanas en Chile, pronto constará de siete espejos de 8.4 m. Juntos tendrán un diámetro equivalente de 25.4 m. Los estadounidenses, con sus colegas australianos y brasileños, tienen prevista su primera luz en 2029.

Pero el primer telescopio extremadamente grande que comenzará a operar y que, además, será el más grande por muchas décadas es el ELT, acrónimo de (atención a su imaginativo nombre) Extremely Large Telescope. Como se pueden imaginar, la comunidad internacional tiene los ojos puestos en Chile y la construcción del prodigio (en la que, por cierto, participan empresas españolas).

La máquina prodigiosa a la altura de la Torre Eiffel

La estructura de la cúpula que albergará el ELT, con un espejo equivalente de 39.3 m, compuesto de casi 800 segmentos hexagonales de 1.4 m cada uno, se está terminando de ensamblar mientras escribo estas líneas.

La cúpula completa pesará unas 6 100 toneladas, y la estructura que sujete el multiespejo otras 2 800 toneladas. A ello habrá que añadir todas las superficies ópticas, los instrumentos (HARMONI, METIS, ANDES…) y, por supuesto, el edificio con todo lo necesario para operar esta máquina prodigiosa: generadores de energía, plantas de aluminización (para mantener los espejos perfectamente reflectantes), kilómetros y kilómetros de tuberías, cables y fibra óptica… El ELT será un monumento a la altura de la Torre Eiffel, la Estatua de la Libertad, e incluso la Sagrada Familia.

¿Qué podremos ver con el ELT? Más allá de Orión, eso seguro, y con más precisión de lo que ahora lo hace el Hubble. ¡Que empiece el espectáculo!

The Conversation

José A. Caballero no recibe salario, ni ejerce labores de consultoría, ni posee acciones, ni recibe financiación de ninguna compañía u organización que pueda obtener beneficio de este artículo, y ha declarado carecer de vínculos relevantes más allá del cargo académico citado.