La astronomía del futuro será colaborativa, multionda, más diversa y verde

El Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC) ha acogido una mesa redonda con los responsables de tres de las mayores infraestructuras astronómicas en Tierra: el Cherenkov Telescope Array Observatory (CTAO), el Telescopio Extremadamente Grande (ELT) y el Square Kilometre Array Observatory (SKAO). El carácter de estas instalaciones, que abrirán nuevas ventanas al cosmos en rayos gamma, en óptico e infrarrojo cercano y en radioastronomía, implica una importante colaboración internacional y afronta desafíos tecnológicos inéditos

06/10/2022

Ayer se celebró, en el salón de actos del Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC), una mesa redonda que, bajo el título “El universo que veremos”, dialogó sobre las grandes infraestructuras astronómicas en tierra presentes y futuras. Organizada por el IAA-CSIC en colaboración con el Cherenkov Telescope Array Observatory (CTAO), y enmarcada en la conferencia Big Science Business Forum (BSBF) que se celebra esta semana en Granada, ha contado con la participación de Wolfang Wild, director del proyecto CTAO (Cherenkov Telescope Array Observatory), Xavier Barcons, director general del Observatorio Europeo Austral (ESO), institución impulsora del Telescopio Extremadamente Grande (ELT) y Philip Diamond, director general del Square Kilometre Array Observatory (SKAO). La sesión, moderada por Isabel Márquez, directora del proyecto Severo Ochoa del Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC), ha tratado sobre el estado actual de estos tres grandes proyectos astronómicos, sobre las novedades que aportarán a la comunidad científica y sobre sus desafíos tecnológicos, energéticos y sociales.

El Cherenkov Telescope Array Observatory (CTAO) será el principal observatorio astronómico de rayos gamma de muy alta energía durante las próximas décadas, y su potencial científico es extremadamente amplio: abarca desde la comprensión del papel de las partículas cósmicas relativistas hasta la búsqueda de la materia oscura. Con más de sesenta telescopios ubicados en los hemisferios norte y sur (en la isla de la Palma y en Chile), CTAO será el primer observatorio terrestre de rayos gamma y el instrumento más sensible del mundo para la detección de radiación de alta energía.

Por su parte, el proyecto del ELT (ESO), que operará desde Chile, tiene como objetivo la observación del universo en óptico e infrarrojo con un detalle mayor incluso que el del Telescopio espacial Hubble. Su espejo segmentado de 39 metros de diámetro permitirá el estudio de planetas extrasolares y de sus atmósferas, de discos de formación planetaria más allá de nuestro Sistema Solar, de la energía oscura y de la formación de galaxias.

El SKAO, la mayor infraestructura científica proyectada hasta la fecha, constituye un esfuerzo internacional para construir los radiotelescopios más potentes del mundo, constituido en un telescopio de 197 antenas parabólicas en Sudáfrica y otro con más de 130000 antenas de baja frecuencia en Australia. Permitirá, entre otros, hacer una película del universo desde el Big Bang, observar las primeras estrellas y galaxias, estudiar objetos ultracompactos como los púlsares, detectar -si es que existen- señales de vida extraterrestres e incluso detectar el rastro de las colisiones entre agujeros negros. 

Los tres proyectos afrontan enormes desafíos tecnológicos inéditos. Wild (CTAO) y Barcons (ESO) han destacado retos mecánicos, como “mover un telescopio de cien toneladas en veinte segundos” en el caso de CTAO, o “conseguir que 798 segmentos de metro y medio funcionen como un único espejo” en el caso del ELT. Por su parte, Diamond (SKAO) ha hecho hincapié en la escala del proyecto y en el inmenso volumen de datos que manejará, así como en las dificultades asociadas a su almacenamiento, procesado y conversión en ciencia publicable.

Los tres ponentes han destacado los cambios que este tipo de grandes infraestructuras astronómicas producirán en la práctica científica, que implicará una prevalencia de la ciencia en remoto. “Los instrumentos son tan complejos y grandes que el uso en remoto será mayoritario. Cada vez será más habitual combinar muchos rangos de onda para obtener una imagen completa de un objeto o proceso en el universo: la astronomía multionda es el futuro, y es la que nos permitirá entender por completo estos fenómenos”, señala Wild (CTAO).

Otro de los grandes retos de este tipo de instalaciones atiende a su ubicación en regiones remotas del planeta, así como en la enorme cantidad de energía que requiere su funcionamiento. La necesidad de que estos proyectos sean sostenibles es clara: el uso de plantas fotovoltaicas ya nutre de energía a parte de los telescopios del Observatorio Europeo Austral, y las antenas del SKAO funcionarán con energía solar en Australia y en su mayor parte en Sudáfrica. Igualmente, la construcción de estas infraestructuras requiere un cuidado ambiental que, en el caso de CTAO-Norte ha implicado el desarrollo de estudios medioambientales previos ya que su ubicación norte, en la isla de la Palma, se sitúa en zona protegida.

El SKAO ha afrontado además, al reto de construir las antenas en zonas pertenecientes tradicionalmente a comunidades indígenas, que manejan usos tradicionales de la tierra, y Philip Diamond (SKAO) ha destacado “el cuidado extremo, el respeto y el espíritu cooperativo que ha impulsado el observatorio y nuestros socios localmente”, con proyectos de educación y en el ámbito socioeconómico en desarrollo, y un acuerdo para el uso de tierra aborigen que se está concluyendo ahora entre el gobierno australiano y la comunidad Wajarri Yamaji que vive donde se ubicará el telescopio de bajas frecuencias del SKAO. Igualmente, desde ESO y CTAO han destacado la importancia de involucrar a la población local y de trabajar con empresas cercanas, de manera que los habitantes entiendan como suyas estas grandes infraestructuras y que, además, puedan desarrollar empleos cualificados en unas regiones donde antes había menos oportunidades.

Los tres proyectos son un ejemplo de éxito de colaboraciones internacionales, con numerosos estados miembros involucrados, y muestran una tendencia clara hacia una ciencia cooperativa y diversa. Una ciencia que, seguro, deparará numerosas sorpresas: los tres ponentes han coincidido en que, por muy delimitados que se encuentren los objetivos científicos de cada instalación, dentro de unas décadas comprobaremos que se han respondido preguntas que ni nos habíamos planteado.