Observatorios astronómicos: aprendizaje, investigación y divulgación

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Por Antonio Talavera Iniesta (izquierda en la foto). Astrónomo Jubilado. Anteriormente científico del Observatorio XMM Newton de la Agencia Espacial Europea.
A Guillermo Bernabéu Pastor, colega y amigo (derecha en la foto). La foto corresponde a una sesión de la XIII Reunión Científica de la Sociedad Española de Astronomía en Salamanca, 2018.

Desde la más remota antigüedad el hombre ha mirado al cielo de forma sistemática intentando comprender como “funcionaba” el firmamento: el movimiento diurno del sol, el de la luna paseándose sobre un fondo de estrellas aparentemente fijo que también gira y sobre el que además algunos objetos muy brillantes también se mueven de una manera ordenada y repetitiva. Y de vez en cuando algún acontecimiento imprevisto como eclipses, lluvias de estrellas, meteoritos y cometas.

Probablemente la primera utilidad de mirar al cielo fue la medida del tiempo y la invención del calendario. Las culturas antiguas agrarias necesitaban saber, por ejemplo, en Egipto cuando iba a ocurrir la crecida del Nilo. En el orden de las creencias, se fiaba a la posición de los astros el devenir de un reinado o la oportunidad de acometer o no una empresa.

Es así como surge una actividad, que algunos dicen dio lugar a la profesión más antigua de la historia: la astronomía y los astrónomos. Usaban instrumentos muy simples: alidadas, medidores de ángulos, relojes de agua o arena, que fueron seguidos por aparatos cada vez más complejos y sofisticados. También se crearon “instalaciones” donde los astrónomos realizaban sus medidas. Pensemos en Stonehenge y algún otro monumento megalítico. Pensemos en las pirámides de Centro América con sus piedras-calendario.

En 1609, Galileo inventa el telescopio y revoluciona la observación del cielo y su comprensión. Siglos atrás Ptolomeo había descrito el movimiento de los astros del cielo en torno a la Tierra, situando ésta en el centro del Universo. En el siglo XVI Copérnico propone una idea más avanzada y que permite explicar mejor las observaciones: la tierra no es el centro, sino el Sol, y Kepler logra describir el movimiento y las órbitas de los planetas. La observación de Galileo con su telescopio del movimiento de los satélites de Júpiter en torno a éste corrobora las teorías de Copérnico y los cálculos de Kepler.

Un siglo más tarde Newton descubre qué es lo que hace que todo funcione: la gravedad. La Astronomía se convierte en una ciencia moderna. Las principales ciudades europeas construyen observatorios astronómicos con instrumentos cada vez mayores y más complejos para permitir a los astrónomos hacer su trabajo que es estudiar el universo e intentar describir las leyes que lo rigen.

Para ello, los astrónomos miden la luz que llega de la gran variedad de objetos del universo. Con los telescopios e instrumentos asociados, observan de donde viene la luz y así identifican objetos y determinan su posición y su movimiento. El brillo también caracteriza a esos objetos y permite entre otras cosas conocer su distancia. Pero es el color de la luz lo que permite conocer la naturaleza de los objetos, parámetros físicos como su temperatura y composición química.

En el siglo XX, con el desarrollo de telescopios e instrumentos más complejos y sensibles, y debido al desarrollo de las ciudades que conlleva gran cantidad de perturbaciones en la observación de la luz, los observatorios han buscado lugares aislados, en islas y altas montañas para evitar esas dificultades. España al poseer algunos de esos lugares privilegiados ha visto como a través de colaboraciones internacionales se han instalado grandes observatorios.

Observatorio astronómico de Calar Alto en Almería, uno de los observatorios en los que trabajó Guillermo Bernabéu.

Citemos Calar Alto en Almería y los observatorios de Izaña en Tenerife y del Roque de los Muchachos en La Palma, este último convertido en uno de los observatorios principales del mundo tras albergar el Gran Telescopio de Canarias, el mayor del planeta con un espejo segmentado de 10,4 m de diámetro. Y los históricos San Fernando y el Observatorio Astronómico Nacional en Madrid. Y algunos más que sería largo enumerar.

La medida de la luz es lo que utiliza el astrónomo para estudiar el universo. Pero la luz que nos llega de los astros no es solo la que podemos ver con nuestros ojos, o incluso medir utilizando instrumentos precisos y sofisticados. Los colores de la luz (su longitud de onda), es decir el espectro electromagnético es mucho más amplio de lo que podemos ver. Se extiende más allá del rojo, en la parte del espectro que llamamos infrarrojo llegando a las ondas de radio y por el otro lado en el ultravioleta, los rayos X y Gamma. Parte del infrarrojo y de las ondas de radio pueden ser medidas desde tierra sea con radiotelescopios o con detectores sensibles al infrarrojo, pero el resto, y más allá del ultravioleta solo es accesible desde el espacio.

Así a partir de los años 70 del siglo pasado se ponen en órbita observatorios desarrollados y operados por las agencias espaciales, normalmente a través de colaboraciones internacionales.

España ha participado, como miembro de la Agencia Espacial Europea (ESA) y también en colaboraciones directas con la americana NASA, en el desarrollo y en la utilización de algunos de estos observatorios espaciales. Citemos el que puede considerarse como el primer observatorio espacial, el Explorador Ultravioleta Internacional (IUE) de la NASA y la ESA, y como no el Telescopio Espacial Hubble (HST).

El ISO y después el Herschel ambos de la ESA abrieron la ventana al infrarrojo, así como Integral y XMM-Newton también de la ESA nos permitieron observar los rayos Gamma y X respectivamente de todos los objetos que hay en el universo. El James Webb (JWST), colaboración de la NASA y la ESA, es el último gran observatorio puesto en órbita y también nos permite medir la luz infrarroja que llega de los confines del espacio. La lista completa de observatorios espaciales también sería larga.

En estos observatorios en tierra citados anteriormente es donde las diversas generaciones de astrónomos españoles hemos aprendido a trabajar. También hemos aprendido y usado observatorios espaciales como los citados.

Acto de Homenaje al catedrático Guillermo Bernaneu en la sede de la UA de la ciudad de Alicante.

El Profesor Guillermo Bernabéu Pastor, al que recordamos en estos días, perteneció a una de las primeras generaciones de astrónomos españoles. El aprendió como tantos de nosotros en Calar Alto y La Palma. Su tesis doctoral fue una de las primeras en España que utilizaron datos del IUE. También participó en el desarrollo de los instrumentos de Integral y utilizó sus datos, así como los de XMM-Newton para sus investigaciones.

Una de las características más destacables de la astronomía de los últimos años es que los datos que se obtienen en casi todos los observatorios, principalmente en el espacio, pasado un periodo de tiempo son públicos. Cualquier astrónomo del mundo puede acceder a esos datos para usarlos en su trabajo de investigación. Para facilitar este acceso se ha creado lo que se llama Observatorio Virtual que es una colaboración internacional para desarrollar sistemas de acceso combinado a todos los datos existentes en los diferentes archivos en todas las longitudes de onda para un objeto dado o para una familia de objetos.

Además, el Observatorio Virtual proporciona herramientas de análisis para tratar los datos de manera homogénea. Su uso está abierto no solo a los astrónomos profesionales sino a aficionados, estudiantes y a todo aquel que tenga esa curiosidad.

Pudiera parecer que solo los grandes observatorios en tierra y en el espacio son los que sirven para el trabajo de los astrónomos. No es así. Cada vez hay más “pequeñas” (y no tan pequeñas) instalaciones creadas por universidades, asociaciones de aficionados, individuos y empresas privadas. Sus fines principales son didácticos y de divulgación científica. Proporcionan un acceso fácil a instrumentación astronómica, frente a los grandes observatorios cuyo uso es difícil y costoso por la gran demanda que existe. Por poner un ejemplo, acabamos de inaugurar en la Universidad de Alicante un pequeño observatorio, promovido por el Profesor Bernabéu y dedicado a él.

Estos observatorios son una herramienta muy útil para el aprendizaje y divulgación de la astronomía, que también permite desarrollar ciertos proyectos de investigación que por la presión existente no tienen cabida en los grandes observatorios. Es más, algunos programas realizados en los grandes observatorios han tenido una fase preparatoria desarrollada en los observatorios de las universidades.

Inauguración del Observatorio astronómico Guillermo Bernabéu en la Universidad de Alicante.

En nuestro título mencionábamos observatorios, aprendizaje, investigación y divulgación. Hemos dado algunas pinceladas describiendo estos aspectos de las tareas del astrónomo. Los tres son importantes. Para finalizar queremos destacar la divulgación. Esta permite que el ciudadano pueda maravillarse con la belleza del universo en primer lugar, y participar en el conocimiento de las leyes y principios que rigen este universo.

Cada día vemos en los medios imágenes espectaculares obtenidas con los más modernos instrumentos y teorías cambiantes que intentan explicarnos como somos, de donde venimos y adonde vamos. Uno de los placeres que tenemos los astrónomos es ese, enseñar el cielo, compartir su belleza e intentar explicar los mecanismos que rigen el universo. Me consta que Guillermo lo hacía.