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Dar esquinazo a la atmósfera

17/02/2005

Eliminar las perturbaciones producidas por la atmósfera equivale, esencialmente, a observar desde el espacio. De ahí la importancia de la óptica adaptativa.

Se trata de una técnica innovadora que facilitará ampliamente el trabajo de los científicos. Será, como dice José Miguel Rodríguez Espinosa, Director Científico del proyecto Gran Telescopio CANARIAS (GTC), la diferencia que hay entre “mirar un objeto situado en el fondo de una piscina con agua” o ver ese mismo objeto en el fondo de la piscina “sin agua”.

Esta tecnología permitirá determinar y corregir gran parte de las aberraciones con que llega la luz de los objetos observados. Cuando la óptica adaptativa se ponga en marcha en el GTC será, para determinadas observaciones, como si tuviera un espejo primario de 80 metros en lugar de 10.

Qué es la óptica adaptativa

El principio es sencillo. Se trata, primero, de analizar y determinar las características de la atmósfera para entender qué perturbaciones introduce en las ondas luminosas e, inmediatamente, deformar una serie de espejos para compensar esas perturbaciones. La realización práctica es complicada, ya que la atmósfera, dada su naturaleza cambiante, ha de analizarse muy rápida y continuadamente, unas 700 veces por segundo, para enseguida transmitirla a los espejos deformables.

Sabemos que el frente de onda (la envolvente geométrica de todos los rayos de luz que salieron al mismo tiempo de un objeto luminoso) es esférico cuando el origen de la luz es un punto, pero si está suficientemente lejos, como en el caso de las estrellas, ese frente es prácticamente plano. Al pasar por la atmósfera, el frente de onda queda deformado.

Luego, al llegar al telescopio, esa luz perturbada por la atmósfera es analizada por el sensor de frente de onda para determinar las deformaciones o aberraciones que trae consigo. Esta información pasa al reconstructor de fase, el cual calcula las correcciones que debe realizar y las deformaciones que ha de adoptar el espejo deformable para compensar las aberraciones originales del frente de onda. El resultado es una imagen con mucha mayor nitidez.

Estrellas artificiales

Normalmente, los objetos que se quieren estudiar son muy débiles, por lo que el sistema de óptica adaptativa necesita un referente, una estrella brillante cercana (dentro del plano focal) cuya luz podamos utilizar como patrón. Sin embargo, no siempre es posible encontrar estrellas suficientemente brillantes cercanas al objeto astronómico de interés con el fin de poder utilizarlas para medir el frente de onda. ¿Qué haremos en los casos en los que no tengamos esa referencia?

“Fabricaremos” una estrella artificial mediante la excitación, con un rayo láser, de una de las altas capas de la atmósfera. Con esto cerramos el ciclo de la óptica adaptativa.

Natalia R. Zelman

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