Uno de los objetivos del diseño original del VLT (Very Large Telescope) de ESO era hacer que sus cuatro unidades de telescopio (UTs) trabajaran juntas para crear un solo telescopio gigante. Con la primera luz del espectrógrafo ESPRESSO, que ha utilizado el modo cuatro-unidades-de-telescopio del VLT, se ha alcanzado este hito [1].
Después de intensos preparativos por parte del consorcio ESPRESSO (liderado por el Observatorio Astronómico de la Universidad de Ginebra, con la participación de centros de investigación de Italia, Portugal, España y Suiza) y el personal ESO, el Director General de ESO, Xavier Barcons, inició estas históricas observaciones astronómicas apretando un botón en la sala de control.
El científico del instrumento ESPRESSO de ESO, Gaspare Lo Curto, explica la importancia histórica de este acontecimiento: "ESO ha hecho realidad un sueño que se remonta a la época en la que el VLT fue concebido, en la década de 1980: ¡combinar la luz de las cuatro unidades de telescopio en Cerro Paranal para enviar la luz a un único instrumento!".
Cuando las cuatro unidades de telescopio, de 8,2 metros cada una, combinan su capacidad colectora de luz para “alimentar” a un solo instrumento, el VLT se convierte, en efecto, en el telescopio óptico más grande del mundo en cuanto a área colectora de luz.
Dos de los principales objetivos científicos de ESPRESSO son el descubrimiento y la caracterización de planetas similares a la Tierra y la búsqueda de la posible variabilidad de las constantes fundamentales de la física. Los experimentos de este último campo en particular, requieren de la observación de cuásares distantes y débiles, y este objetivo científico será el que más se beneficie de la combinación de la luz de las cuatro unidades de telescopio en ESPRESSO. Ambos dependen de una estabilidad del instrumento extremadamente alta y de una fuente de luz de referencia sumamente estable.
Debido a la complejidad que conlleva combinar de este modo la luz de las cuatro unidades de telescopio (en lo que se conoce como un "foco incoherente"), hasta ahora no se había implementado. Sin embargo, durante la construcción de los telescopios se había dejado el espacio necesario y, desde el principio, se habilitó la estructura subterránea en la cima de la montaña [2].
Un sistema de espejos, prismas y lentes transmite la luz de cada unidad de telescopio del VLT al espectrógrafo ESPRESSO, a más de 69 metros de distancia. Gracias a esta óptica compleja, ESPRESSO puede recoger la luz de los cuatro telescopios juntos, aumentando su capacidad colectora de luz, o puede recibir, de forma alternativa, la luz de alguna de las unidades de telescopio de forma individual, permitiendo un uso más flexible del tiempo de observación. EXPRESO fue específicamente desarrollado para aprovechar esta infraestructura.
La luz de las cuatro unidades de telescopio ya se colecta de forma rutinaria en el Interferómetro del VLT para el estudio de detalles muy finos en objetos relativamente brillantes. Pero la interferometría, que combina los rayos "coherentes", no puede explotar el enorme potencial colector de luz de los cuatro telescopios combinados para el estudio de objetos débiles [3].
El científico del proyecto, Paolo Molaro, afirma: "Este impresionante hito es la culminación del trabajo de muchos años por parte de un gran equipo de ingenieros y científicos. Es maravilloso ver cómo ESPRESSO trabaja con las cuatro unidades de telescopio y estoy deseando ver los emocionantes resultados científicos que están por venir".
Enviar la luz combinada a un único instrumento dará acceso a los astrónomos a una información nunca antes disponible. Esta nueva instalación marca un antes y un después en la astronomía hecha con espectrógrafos de alta resolución. Hace uso de nuevos conceptos, tales como calibración de longitud de onda con la ayuda de un peine de frecuencia láser, proporcionando una precisión y una repetibilidad sin precedentes, a lo que ahora se suma el poder unir la capacidad colectora de luz de las cuatro unidades de telescopio [4].
"Ahora, con ESPRESSO trabajando con las cuatro unidades de telescopio, tenemos una muestra anticipada de lo que podrá ofrecernos, en pocos años, la próxima generación de telescopios como el Extremely Large Telescope de ESO", concluye el Director General de ESO, Xavier Barcons.
Notas
[1] ESPRESSO -la próxima generación de buscadores de planetas- hizo sus primeras observaciones el 6 de diciembre de 2017 utilizando sólo una de las cuatro unidades de telescopio (UTs) de 8,2 metros de diámetro que conforman el VLT.
[2] La palabra "incoherente" significa que la luz de los cuatro telescopios simplemente se suma sin tener en cuenta la información de fase, algo que sí se hace en el Interferómetro del VLT.
[3] La nueva combinación de luz incoherente tiene una capacidad colectora de luz comparable a la de un telescopio de 16 metros de apertura. Sin embargo, la resolución angular sigue siendo la de un único telescopio de 8 metros, a diferencia de lo que ocurre en el interferómetro de VLT, donde la resolución es mayor a la de un telescopio (virtual) con una apertura efectiva igual a la máxima separación entre los telescopios que lo conforman.
[4] El "AstroComb" (o “astropeine”), un sistema de calibración de longitud de onda basado en un peine de frecuencias láser, fue desarrollado y fabricado por Menlo Systems GmbH en Martinsried, Alemania.https://www.eso.org/public/spain/news/eso1806/?lang
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