opiniónAstronomía desde la Antártida¡Carlos Abiaes investigadordel Instituto deAstrofísica deAndalucía.La atmósfera es el escudo de la superficie de laTierra frente a las radiaciones energéticasprovenientes del espacio. Sin la atmósfera lavida en nuestro planeta sería muy distinta o, incluso,jamás habría aparecido, al menos en su superficie.Curiosamente, al <strong>con</strong>trario que para el desarrollo dela vida, para el astrónomo la atmósfera es el principalenemigo. Independientemente del instrumento astronómicoque se utilice, la turbulencia atmosférica,humedad, viento, <strong>con</strong>taminación etc., <strong>con</strong>dicionanenormemente la calidad de las imágenes astronómicas,al tiempo que establecen un límite al objeto menosluminoso que puede observarse. Por ello, los mejoresobservatorios astronómicos se sitúan en lugares dondeestos fenómenos atmosféricos son lo más reducidosposible. Observatorios como los de La Silla-Paranal(Chile), Mauna Kea (Hawai) o La Palma son ejemplosde todos <strong>con</strong>ocidos. Si queremos eliminar totalmentela perturbación atmosférica debemos ir al espacio; lacalidad de las imágenes tomadas por el telescopio espacialHubble es una muestra de lo que un astrónomopuede ver cuando no tiene la atmósfera sobre su <strong>cabeza</strong>.Sin embargo, los proyectos espaciales son, engeneral, muy caros y de tiempo operativo limitado.Es por ello que los astrónomos buscamos otras soluciones.Una posibilidades re<strong>con</strong>struir, mediantetécnicas de óptica adaptativa,la imagen astronómicadistorsionadapor la atmósfera (hoyCarlos Abiaen día se habla ya de ópticaadaptativa extrema),pero, por paradójico que parezca, otra alternativa essituar nuestro observatorio en el lugar más inhóspitode la Tierra: el <strong>con</strong>tinente Antártico. El interior de laAntártida (el plateau antártico) es, probablemente, elmejor lugar de la Tierra para realizar observacionesastronómicas. Esto es debido a la baja emisión de sucielo, la excelente transparencia atmosférica, mínimahumedad, ausencia de vientos y precipitaciones y a laposibilidad de enfriamiento pasivo, hasta temperaturasextremadamente bajas, de toda la instrumentaciónastronómica. Este hecho adquiere mayor relevanciaen la zona infrarroja del espectro electromagnético, enparticular entre 2-40 µm, pero también en la ventanade ondas milimétricas y quizás más allá.Estas <strong>con</strong>diciones atmosféricas se dan en la baseitalo-francesa Concordia, situada en el altiplano antártico(3300 m, 75º 6.06 S, 123º 20.74 E) en el lugar denominadocomo Dome C. Una muestra de ello es el bajovalor del seeing (una medida del efecto distorsionadorde la atmósfera sobre las imágenes astronómicas)medido hasta el momento: la media es de 0.5”, <strong>con</strong> valoresde 0.15” en el 25% del tiempo observado duranteel verano. Nuevos y más completos experimentos sellevan a cabo en la actualidad a fin de <strong>con</strong>firmar estosvalores y <strong>con</strong>ocer <strong>con</strong> mayor detalle las característicasatmosféricas de Dome C, pero todo parece indicarque el altiplano antártico es un lugar ideal para realizarobservaciones, especialmente en el infrarrojo térmico.No todo son buenas noticias. La base Concordiatiene un complicado acceso por mar, tierra y aire (dehecho esto puede ser toda una aventura), lo que limitael número de científicos/técnicos que puede albergary por lo tanto el tipo de experiencias científicas quepueden realizarse allí (de momento), pero…¿qué observatorioastronómico terrestre no posee similaresproblemas de aislamiento e inaccesibilidad?Con el fin de una mejor valoración de las posibilidadesastronómicas de Dome C, desde hace algunosaños, varios grupos de científicos y técnicos españoles(Universidad de Granada e Instituto de EstudiosEspaciales de Cataluña) e italianos (Universidad dePerugia y Observatorio de Teramo) colaboran en elproyecto de instalación y explotación de un telescopioinfrarrojo en Dome C: el telescopio IRAIT (InternationalRobotic Antarctic Infrared Telescope). IRAIT esun telescopio reflector de 0.8 m de diámetro <strong>con</strong> monturaalto-azimutal, razón focal total f/20 y dos focosNasmyth. El telescopio está ya instalado en Dome C yse espera tenga su primera luz durante el verano antárticodel 2010. IRAIT está totalmente robotizado; dehecho podría ser operado desde Europa vía satélite. Apesar de su modesto tamaño, su <strong>con</strong>strucción no hasido sencilla puesto que éste debe funcionar en unas<strong>con</strong>diciones ambientales extremas, casi espaciales.Los componentes electrónicos y mecánicos utilizadosdeben funcionar a temperaturas de hasta -80 ºC. Eneste sentido, IRAIT es un telescopio pionero en la Antártidano sólo en el aspecto científico sino tambiénen el tecnológico puesto que <strong>con</strong> él se están realizandopruebas de componentes electrónicos y mecánicosnunca antes utilizados en <strong>con</strong>diciones ambientalestan extremas.Los científicos/técnicos españoles han sido responsablesdel diseño y fabricación de todos los sistemasópticos de IRAIT. Esto incluye la fabricación, eltallado, pulido y aluminización en oro de los tres espejos(primario, secundario y terciario) así como delos sistemas de enfocado y wobbling. El mecanismode wobbling es un sistema necesario en todo telescopioinfrarrojo. Con este sistema se sustrae <strong>con</strong>tinuamentedel objeto observado la luz parásita de fondode cielo y/o emitida por cualquier objeto cercano (porejemplo de la estructura misma del telescopio). Estatécnica es bien <strong>con</strong>ocida en astronomía y no tienennada de particular excepto que, debido a las <strong>con</strong>dicionesambientales de trabajo extremas de IRAIT, ha60 Andalucía Innova
esultado ser un auténtico reto tecnológico: ¡no podemosesperar que los técnicos en Dome C se quitenlas manoplas para ajustar el tornillo de turno! Estaslimitaciones tanto técnicas como logísticas han supuestoun coste adicional en la fabricación de todoslos componentes del telescopio. La inversión españolaasciende al aproximadamente 20% del coste del proyecto.Los astrónomos españoles tendrán acceso enuna manera proporcional al cielo antártico a travésde IRAIT que funcionará día y noche, 365 días al año,lo cual es una cantidad de tiempo nada despreciable.telescopio. Entre ellos podemos citar: a) estudios denubes moleculares y regiones de formación estelar enlas Nubes de Magallanes (situadas casi en el cenit ala latitud de Dome C), b) estadística e identificaciónde objetos estelares jóvenes y enanas marrones, c) estrellasAGB y el estudio de sus envolturas circunestelares,d) curvas de luz en el infrarrojo de novas y supernovasetc. En particular, los astrónomos españolesinvolucrados en IRAIT pretendemos estudiar la funciónde luminosidad de las estrellas AGB en las Nubesde Magallanes y su dependencia <strong>con</strong> la composiciónquímica. De sus envolturas circunestelares (prácticamenteinvisibles en el óptico) podremos derivar empíricamenteuna ley para el ritmo de pérdida de masadurante esta fase de la vida de las estrellas <strong>con</strong> masaentre 1-8 M, un parámetro crítico en la evolución estelar.Por otra parte, del estudio de la curva de luz en elinfrarrojo (apenas existen estudios al respecto en estaventana espectral) de supernovas cercanas podremosponer límites a los mecanismos físicos de explosiónpropuestos.¿Qué tipo de ciencia se hará <strong>con</strong> IRAIT? IRAIT serviráfundamentalmente para comprobar in situ la calidaddel cielo antártico y para delimitar qué tipo deastronomía puede hacerse desde la Antártida que noes posible realizar desde ningún otro lugar de la Tierra.Para ello cuenta <strong>con</strong> una cámara infrarroja (AMI-CA) sensible en el rango entre 2 y 40 µm, <strong>con</strong> campo de3’ x 3’ para la realización de imagen y fotometría debanda ancha y estrecha, y de un bolómetro, que medirála transparencia del cielo en ondas milimétricas.Con la información que poseemos acerca de la calidaddel cielo en Dome C, nuestras simulaciones del rendimientode IRAIT + AMICA muestra que podremosalcanzar una magnitud límite de 16, 13, 7 y 3 en losfiltros L, M, N y Q, respectivamente, <strong>con</strong> tiempos deexposición de aproximadamente 30 s y señal-ruido deaproximadamente 3. En otras palabras, la calidad delcielo antártico permitirá a IRAIT comportarse comoun telescopio de aproximadamente 3 m emplazado encualquier observatorio en latitudes más templadas.Podemos imaginar lo que sería posible ver desde DomeC <strong>con</strong> un telescopio de mayor tamaño. El modo deoperación robótico de IRAIT restringe, no obstante,los posibles programas de observación: estos deberánser programas preferentemente de tipo survey (mapeo),de fácil programación robótica, que no requierandecisiones del astrónomo en tiempo real y queno involucren excesiva interacción del usuario <strong>con</strong> elEl futuro. En el año 2006 se creó una red dentro delVI Programa Marco de la Unión Europea denominadoARENA (Antarctic Research, a European Networkfor Astronomy) <strong>con</strong> el fin reunir voluntades y esfuerzosde un buen número de centros de investigacióny universidades dentro de la Unión Europea para eldesarrollo de la astronomía en la Antártida. Los trabajosde ARENA están casi finalizados y se recogenen una hoja de ruta donde se resume los estudios realizadoshasta la fecha sobre la calidad del cielo antártico,las posibilidades y los problemas logísticos en lainstalación de instrumentos astronómicos a medioplazo, estudios de impacto ambiental etc. La idea esque Dome C <strong>con</strong>stituya el pilar donde se asiente un futuroobservatorio europeo (internacional) antárticoque necesariamente debe pasar por una estrecha colaboraciónentre los estados, precisamente uno de losobjetivos de Tratado Antártico. El telescopio IRAITpuede ser la base de este atractivo proyecto.Base Concordiaen Dome C. /E.ARISTIDInúmero 11 • diciembre 2009 61