revista de divulgación del Instituto de Astrofísica de Andalucía

El Moby Dick de...

El Very Large Array

Nada te deja sin aliento como pararte en mitad del desierto para contemplar una antena de radio de noventa toneladas. En 2005, acercándome a mi último año en la universidad y antes de saber lo que quería ser “de mayor”, fui a Socorro (Nuevo México) para un programa de verano en el Observatorio Nacional de Radioastronomía (EEUU). Mis padres condujeron seis horas desde nuestra casa en Colorado hasta el medio de la nada. Llegamos a Socorro, el pequeño pueblo donde viviría, y luego continuamos para ver el radiotelescopio para el que se construyó el centro de operaciones en Socorro, el Very Large Array*. 
Si bien los astrónomos no siempre son creativos con sus nombres, sí son descriptivos. El viaje hasta el telescopio fue aburrido. La carretera ascendía por terrenos baldíos hasta una alta planicie desértica. En algún lugar había una gran matriz de antenas, pero el camino se extendía recto hasta el siguiente conjunto de montañas. Yo estaba leyendo en la parte trasera del coche cuando, en mitad de la meseta, cruzamos las vías del tren y nos detuvimos. Fuera de la ventanilla se alzaba una antena blanca gigante, sostenida por un entramado de vigas. Desde abajo, el plato, que medía veinticinco metros y se movía con un suave y profundo zumbido, cubría la mitad del cielo. No puedo describir la abrumadora sensación de asombro al encontrarme con esta estructura en medio de un desierto... pero resulta que veinticinco metros parecen mucho más grandes cuando se ciernen sobre ti. A lo largo de las vías del tren, en cualquier dirección, había más de estos imponentes centinelas, observando el cielo en silencio. 

Pasé el verano aprendiendo sobre la matriz, su funcionamiento y las interesantes cuestiones científicas que ayudaba a resolver. El VLA es una colección de veintisiete antenas que trabajan al unísono para producir imágenes del cielo en radio; una matriz así se conoce como interferómetro, y utiliza la naturaleza ondulatoria de la luz para producir imágenes de restos de supernovas, galaxias espirales o chorros de partículas expulsadas por agujeros negros supermasivos, entre otros. Las antenas están dispuestas a lo largo de las vías del tren en forma de una "Y" gigante, lo que aporta la capacidad de resolver objetos en dirección norte-sur y este-oeste en exposiciones de imágenes cortas. Las antenas se posan sobre pedestales junto a las vías para que puedan moverse y cambiar su configuración, y su ubicación se puede reproducir con una precisión de milímetros, un requisito para una buena calidad de imagen, y la reconfiguración le da al VLA una especie de modo zoom, casi como un teleobjetivo en una cámara SLR. En su configuración más compacta, las antenas se encuentran a un kilómetro de distancia entre sí y el telescopio es sensible a grandes estructuras en el cielo (algo así como ver los edificios de una ciudad desde arriba). En su configuración más extendida, la distancia máxima entre antenas es de treinta kilómetros y el VLA puede ver estructuras con una resolución treinta veces mayor, como si pudiera distinguir los ladrillos en la acera a esa misma distancia.
Los telescopios como el VLA se construyen en lugares remotos para evitar nuestra influencia. En particular, los radiotelescopios sufren la “interferencia de radiofrecuencia” (RFI) que generan nuestros teléfonos móviles, estaciones de radio, radares de aeropuertos, GPS/Galileo y 5G, por nombrar algunos. El entorno de radio se ha vuelto cada vez más ruidoso y desafiante para los radioastrónomos, y ahora hay regiones enteras del universo inaccesibles porque la fuerte interferencia de radio de los satélites inunda la débil señal de los objetos astronómicos. No obstante, el Very Large Array ha revolucionado lo que sabemos sobre el universo de muchas maneras: por ejemplo, descubrió la presencia de hielo en Mercurio, tomó imágenes del centro de nuestra Galaxia y ha caracterizado los estallidos de rayos gamma (las explosiones más energéticas del universo).
Para mi proyecto de verano, estudié el centro de nuestra galaxia vecina más cercana, Andrómeda. Aproveché las diferentes configuraciones para aprender que, a baja resolución, el centro de Andrómeda está envuelto en una nube difusa de emisión en radio, mientras que a alta resolución se pueden ver a través de las nubes las fuentes puntuales, incluyendo el agujero negro supermasivo central.
El VLA se construyó hace más de cuarenta años, pero con las actualizaciones continúa haciendo ciencia innovadora. Como estudiante, aprendí que se necesita un equipo grande y diverso para hacer que un instrumento tan increíble funcione: no solo especializado en astrofísica, sino también en ingeniería, diseño de software, carpintería, electricidad, comunicación científica, mecánica, etc.  Trabajar con datos del VLA ha capacitado a generaciones de estudiantes de radioastronomía para enfrentar los desafíos del RFI y construir telescopios aún más ambiciosos, como el Square Kilometre Array, en el que ahora participo como miembro de la IAA. Desde mi verano en Socorro, he observado con radiointerferómetros en todo el mundo: en Australia, India, Holanda y Sudáfrica. Todos ellos son únicos a su manera, pero cada vez que tengo la oportunidad de viajar regreso al Very Large Array, donde siento que vuelvo a casa, donde comenzó mi carrera y mi pasión.

Kelley Hess (IAA-CSIC)

Doctora en Astronomía por la Universidad de Wisconsin-Madison (EE UU), trabaja como investigadora en el grupo de coordinación de la participación española en el Square Kilometre Array del IAA-CSIC. Su trabajo se centra en el estudio de la evolución de gases y galaxias en diferentes entornos. Participa en colaboraciones internacionales y proyectos como COSMOS HI Legacy Extragalactic Survey (CHILES) con el VLA, Apertif con el telescopio Westerbork y LADUMA con el telescopio MeerKAT.