Índice
Tapa
Índice
Colección
Portada
Copyright
Este libro (y esta colección)
Agradecimientos
Así en el cielo como en la Tierra: Introducción
1. La verdadera máquina del tiempo
Ver para creer
Tener ondas
Telescopios en órbita
2. Un telescopio fuera del planeta
Con los pies en… la órbita terrestre
Delineando hacia dónde mirará la ciencia
¡Ahora sí!
3. Qué es y cómo funciona la mayor ventana al universo
La parte de afuera
Los paneles solares
Las baterías
Las antenas
En el interior del tubo
El sistema óptico
Los giróscopos
Los sensores finos de guía
Los espejos
Las computadoras
Los instrumentos
Cómo y quiénes deciden hacia dónde orientar el gran ojo
La selección del programa científico del Hubble
El plan, segundo a segundo
Fríamente calculado
4. Hacia el infinito… ¡y más allá!
Imágenes paganas
Datos “prêt-à-porter”. ¿La democratización de la astronomía?
Un álbum alucinante: las fotografías del Hubble
5. Descubrimientos “esperados” y no tanto: enigmas de la astronomía del siglo XX
¿Joven o viejo? La edad del universo
Los misteriosos y temibles agujeros negros
Las poblaciones estelares
Lentes gravitacionales
6. Que las hay, las hay… Los descubrimientos inesperados
La materia oscura (¡prendan la luz!)
La energía oscura (¡uy!, ¡qué miedo!)
Un universo en expansión… ¡y plano!
El origen de las explosiones de rayos gamma
Fotos carnet de sistemas planetarios extrasolares
Colisión de un cometa con Júpiter (¡cuidado!)
La riqueza del Cinturón Kuiper y la “democión” de Plutón
Un legado extraordinario
7. La revolución en telescopio
El impacto del Hubble en las ciencias
Su huella en la sociedad, el arte y la industria
8. Completando el cuarteto estelar: los otros Grandes Observatorios en órbita
El observatorio de rayos gamma Compton
Los instrumentos
Vida y obra de un gigante
El observatorio de rayos X Chandra
Los misterios resueltos por el Chandra
Y como si todo esto fuera poco…
Encuentros lejanos. El telescopio espacial Spitzer
Más allá del sistema solar
9. Señales del futuro: el sucesor del Hubble
¿Qué queda en el tintero científico?
El telescopio Webb, un origami gigante
Los instrumentos del nuevo gran observatorio espacial
Filtro solar factor un millón
La era Big Science
10. Una mirada personal
Apéndice 1
Los instrumentos
Cámara de objetos tenues (Faint Object Camera [FOC])
Espectrógrafo de objetos tenues (Faint Object Spectrograph [FOS])
Espectrógrafo Goddard de alta resolución (Goddard High Resolution Spectrograph [GHRS])
Cámara de campo ancho y cámara planetaria (Wide Field and Planetary Camera [WF/PC])
Fotómetro de alta velocidad (High Speed Photometer [HSP])
Sensores finos para guiar (Faint Guidance Sensors [FGS])
Cámara de campo ancho y planetaria 2 (Wide Fieldand and Planetary Camera 2 [WFPC2])
Cámara infrarroja y espectrógrafo de objetos múltiples (Near Infrared Camera and Multi-Object Spectrometer [NICMOS])
Espectrógrafo y productor de imágenes del telescopio espacial (Space Telescope Imaging and Spectroctrometer [STIS])
Óptica correctora COSTAR (Corrective Optics Space Telescope Axial Replacement)
Cámara avanzada de investigación (Advanced Camera for Surveys [ACS])
Espectrógrafo para observar los objetos de origen cósmico (Cosmic Origins Spectrograph [COS])
Cámara de campo amplio (Wide Field Camera 3 [WFC3])
Las misiones de servicio
Misión de servicio 1
Misión de servicio 2
Misión de servicio 3A
Misión de servicio 3B
Misión de servicio 4
La verdadera y última misión del Hubble
Apéndice 2
El Catálogo de estrellas guía
Ingeniería de sistemas aplicada a la ciencia
Referencias y créditos
Bibliografía comentada
Acerca del autor
colección
ciencia que ladra
Dirigida por Diego Golombek
Golombek, Daniel
El telescopio de las estrellas: El Hubble, los enormes observatorios y la astronomía del siglo XXI.- 1ª ed.- Buenos Aires: Siglo Veintiuno Editores, 2015.- (Ciencia que ladra… // dirigida por Diego Golombek)
E-Book. 978-987-629-575-8
ISBN
1. Astronomía. I. Título
CDD 520
© 2015, Siglo Veintiuno Editores Argentina S.A.
Ilustraciones de portada: Mariana Nemitz
Diseño de portada: Peter Tjebbes
Digitalización: Departamento de Producción Editorial de Siglo XXI Editores Argentina
Primera edición en formato digital: junio de 2015
Hecho el depósito que marca la ley 11.723
ISBN edición digital (ePub): 978-987-629-575-8
Este libro (y esta colección)
Y yo aquí, abajo,
con el corazón estrujado de tortícolis.
Susanita, en “Mafalda”, del humorista argentino Quino
Asomando a la noche
en la terraza
de un rascacielos altísimo y amargo
pude tocar la bóveda nocturna.
Pablo Neruda, “Oda a una estrella” (fragmento)
Hace muchos años conocí a un joven que no dormía. Cuando las luces se apagaban y el músculo y la ambición descansaban, él salía al jardín a mirar el cielo.
Había construido un tubo de plástico gigante, y en uno de los extremos había puesto un espejo de lo más divertido que devolvía nuestro reflejo agrandado varias veces. Pero más interesante aún era el otro extremo: colgaba un pequeño espejito, casi ridículo en relación con el anterior, que recogía las imágenes del primero y las mandaba a un agujerito, en el que calzaban el ocular y, al otro lado, el ojo del observador. El armatoste era llevado noche a noche al jardín para ser testigo de los cráteres de la Luna, los anillos de Saturno, la inmensidad lejana de Júpiter. Claro, había que esperar la llegada de la oscuridad y el silencio porque, como nos enseñó Ray Bradbury, “¿Quién puede ver las estrellas con las luces encendidas? Nadie”.[1] Después seguía la fiesta: las observaciones iban a parar a un pizarrón verde, lleno de números y fórmulas en los que, obviamente, estaban la respuesta a la vida, el universo y todo lo demás.
Pero el insomnio y las ganas no alcanzaban: el universo seguía quedando tan, tan lejos. Había que inventar otros ojos, otras ventanas. Y allí se fue el joven de las estrellas, a buscar una mirada más allá de las nubes.
Si la encontró, es porque alguien ya la había soñado. Se dice que en la década de 1940 un astrónomo tuvo una de esas ideas que suelen terminar en papeles abollados perfectos para jugar al básquet en la oficina: ya que en la Tierra hay tanta luz, y la atmósfera nos empaña los anteojos estelares… ¿por qué no construir un gran telescopio y mandarlo al espacio? Imaginen la recepción de esta locura, en tiempos pre-lunares y, sobre todo, pre-transbordadores espaciales.
Pero antes hubo otros soñadores que nos enseñaron que, si del espacio se trata, hay mucho más para mirar que lo que pueden nuestros ojos. Genios como William Herschel o Joseph von Fraunhofer entendieron que la luz que sale de los astros nos puede decir mucho sobre su vida, sus estados de ánimo, hasta su futuro. Sabemos que si los cuerpos que están allá arriba emiten luz ultravioleta, o rayos X, casi todo se filtra gracias a nuestra atmósfera (y gracias a ese gracias podemos decir que estamos vivos). Entonces, nuevamente, para poder escuchar bien a las estrellas cantar, hay que salir al espacio.
Está bien: se hicieron unos cuantos telescopios destinados al universo y más allá, pero posiblemente el más famoso de todos sea el telescopio espacial Hubble, especialista en abrir bocas y dejar caer mandíbulas gracias a sus imágenes. Y hacia allí fue el joven insomne, a reflejarse en otros espejos… un poquito más grandes. Aunque en la Tierra hay otras moles astronómicas, el Hubble no se queda atrás: tenemos una especie de ómnibus orbitando encima de nosotros y mirando para todos lados. Y cuanto más grande es el telescopio, más luz puede recolectar; así, esos puntitos que vemos cuando estamos inspirados en la terraza pueden convertirse en millones y más millones de estrellas.
Pero los astrónomos no se han quedado conformes con el Hubble. En un alarde de imaginación, han nombrado al próximo gigante espacial como el “Muy Grande Telescopio” (Very Large Telescope). Y en la cabeza de unos cuantos ya se viene el “Tremendamente Grande Telescopio” (Overwhelmingly Large Telescope) (está claro que para poner nombres los científicos son verdaderamente originales), con un espejo de unos cien metros de diámetro. Estamos entonces en la era de la Big Science, también para la astronomía, y este libro nos acompaña, insomnes cual joven que busca a los planetas desde su jardín, por esta tremenda aventura del pensamiento y de la tecnología.
Repasar la historia y el futuro de los grandes observatorios nos devuelve a las grandes preguntas que todos tenemos y que decidimos olvidar por lejanas o porque nos hacen calentar demasiado el cerebro. Pero que también nos ponen orgullosos de ser humanos, y de poder soñar… cada vez más lejos. Y de tener hermanos, claro.
Esta colección de divulgación científica está escrita por científicos que creen que ya es hora de asomar la cabeza por fuera del laboratorio y contar las maravillas, grandezas y miserias de la profesión. Porque de eso se trata: de contar, de compartir un saber que, si sigue encerrado, puede volverse inútil.
Ciencia que ladra... no muerde, sólo da señales de que cabalga.
Diego Golombek
1 En el cuento “La niña que iluminó la noche”.
Agradecimientos
Gracias a un alineamiento de las estrellas (de la astronomía argentina y la estadounidense), tuve la oportunidad de estar involucrado con el proyecto del telescopio espacial Hubble desde 1983 hasta 2012. Este libro es el resultado de lo que aprendí a lo largo y alto de esa experiencia.
Tuve el privilegio de haber sido uno de “los chicos de Virpi” en el Instituto de Astronomía y Física del Espacio. Con Virpi Niemelä empecé este camino y fue ella la persona que me indicó el rumbo y me guió e inspiró a la distancia. En el Instituto del Telescopio Espacial, mi mentor, F. Duccio Macchetto, no dejó de apoyarme, de guiarme y enseñarme. George Miley me acercó a la radioastronomía y hacia el corazón de la ciencia. Juan Carlos Forte creyó y apoyó un proyecto distinto, que me posibilitó seguir adelante. La amistad y la colaboración de colegas como Ken Chambers, Luis Colina, Carlos Feinstein, Judy Ashwell, Max Mutchler, Doris Daou, Diane Karakla y Alberto Conti me permitieron seguir creciendo. Así también lo que aprendí de mis jefes científicos y administrativos Mike Shara, Ethan Schreier, Pete Stockman, Dave Soderblom, Meg Urry, Helmut Jenkner, Ron Allen, Knox Long, Ron Gilliland, Peg Stanley, Glenn Miller, Tom Lutterbie (en el STScI), Guenter Riegler, Anne Kinney y Colleen Hartman (en NASA), de Rodger Doxsey y los directores Riccardo Giaconni, Bob Williams, Steve Beckwith y Matt Mountain, y los subdirectores John Grunsfeld (que visitó el Hubble tres veces), Mike Hauser y Kathy Flanagan.
El instituto es una organización especial. Un lugar donde se hace magia todos los días. Mi hija Cecilia recorría sus pasillos y podía conversar con premios Nobel o astronautas. O simplemente ser parte integrante de la aventura. Fue excitante compartir este viaje con sus astrónomos, ingenieros, bibliotecarias, contadores, programadores, artistas, técnicos, escritores y administradores.
Un libro como este no tiene una génesis instantánea. A mi hermano Diego le corresponde cierta responsabilidad, por alimentarme con toda la colección y hacerme pensar que podía hacer una contribución. Mi mamá, mi tía Chiche y mi hermano Sergio me preguntaban cuándo iban a poder leerlo (¡ya pueden!). Mi papá, mi tío Yoyo, mi tía Sara, Bernardo y Elena lo están leyendo de una manera especial.
Gabriela Vigo me guió y corrigió infatigablemente el manuscrito hasta hacerlo libro. Gracias a Carlos, Luis y, en especial, a Beatriz García, que hizo comentarios y sugerencias que mejoraron considerablemente el contenido del texto. Gracias también a Carlos Díaz por apoyar este proyecto.
Sin que Silvia me tuviera de la mano, no podría haber recorrido este camino.
Así en el cielo como en la Tierra
Introducción
Es una hermosa tarde de primavera. El Sol pinta las nubes de colores al desaparecer lentamente en el horizonte. Sabemos que, cuando sea de noche, las estrellas irán ocupando de nuevo poco a poco todo el cielo. Y que al día siguiente, al alba, todo volverá a comenzar. Pero ¿son siempre las mismas estrellas? ¿A qué distancia se encuentran? ¿Por qué algunas son más brillantes? ¿Todas cuentan con planetas girando a su alrededor?
Desde que el ser humano empezó a mirar el cielo, se hizo preguntas como estas. Y mientras encontraba respuestas se planteaba nuevos interrogantes o corregía los anteriores al obtener nuevos datos. Sin embargo, nunca dejó de cuestionarse cosas. Justamente esto es lo que hace la astronomía: buscar respuestas a las grandes preguntas sobre el universo. Y se vale de herramientas más y más complejas y de equipos para la investigación cada vez más sofisticados.
Lejos quedó la época en que los sacerdotes mayas se reunían en Copán para corregir el calendario porque las estrellas aparecían en el mes incorrecto. O la de los científicos solitarios, como Caroline Herschel, quien miraba a través del ocular del telescopio gigante que su hermano había construido y descubría cometas. O la de un Albert Einstein escribiendo aislado en su oficina los trabajos más revolucionarios de la física del siglo XX. La astronomía del siglo XXI la hacen equipos internacionales, con máquinas asombrosas, en lugares remotos de la Tierra o del espacio. De una de esas herramientas se ocupará este libro: la que aportó datos que produjeron más trabajos científicos que ninguna otra hasta ahora.
Desde mediados del siglo pasado, se han construido gigantescos telescopios en la Tierra y se han lanzado al espacio satélites con detectores que han hecho avanzar el conocimiento como nunca antes. El más productivo de ellos es el telescopio espacial Hubble, un observatorio del tamaño de un ómnibus que orbita nuestro planeta desde 1990 y cuyo nombre recuerda a uno de los mayores astrónomos del siglo XX.
El Hubble ha realizado observaciones astronómicas que, además de transformar nuestro conocimiento del universo y ser de una belleza que atrae al público, también constituyen una herramienta para enseñar la ciencia del cosmos. Pero además, el proyecto Hubble marcó la entrada de la astronomía en el ámbito de la Gran Ciencia[2] como el Proyecto Manhattan y los aceleradores de partículas lo hicieron con la física y el genoma humano con la biología. A tal punto que la National Aeronautics and Space Administration (NASA), por primera vez, creó y le delegó a un instituto independiente las operaciones científicas del observatorio.
Este salto de la astronomía ha producido un extraordinario avance del conocimiento y ha modificado la manera en que los astrónomos trabajan y avanzan en sus carreras. George Miley, un astrónomo del Observatorio de Leiden, en Holanda, lo explicó muy bien:
La evolución de la astronomía hacia Big Science significó que las “cualidades interpersonales” [de los investigadores], como el relacionarse entre sí, [el conocimiento de la] comercialización y la capacidad de trabajar bien en equipo, fueran muy importantes [para el astrónomo moderno].
En los capítulos que siguen podrán conocer en detalle este asombroso observatorio espacial, que revolucionó tanto la ciencia como la manera de hacerla y de difundirla.
Abran bien los ojos que allá vamos.
2 Se denomina “Gran Ciencia” (Big Science) a aquella que trabaja con cantidades de datos enormes y presupuestos multimillonarios.