El Gran Telescopio Milimétrico


Es una ironía que uno de los lugares más frío del Universo se encuentre en la cima de un volcán…

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La cámara AzTEC del Gran Telescopio Milimétrico se encuentra en un contenedor criogénico a una temperatura de 250 miliKelvin o -272.9 grados Celsius; apenas un cuarto de grado por encima del cero absoluto.

La semana pasada fui a la II Reunión de Estudiantes de Astronomía que se llevó a cabo en las instalaciones del Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica (INAOE) en Tonanzintla, México. Hubo 87 participantes, todos ellos estudiantes de posgrado provenientes de los distintos institutos donde se puede estudiar astronomía en México  (de esto hablaré en mi próximo artículo). Al final de la reunión algunos subimos a conocer las instalaciones del Gran Telescopio Milimétrico, nombrado ahora Alfonso Serrano en honor a este gran astrónomo mexicano.

Situado en la cima del volcán Tliltépetl (Sierra Negra) a 4,600 metros sobre el nivel del mar, el Gran Telescopio Milimétrico o GTM es uno de los instrumentos más avanzados con que cuenta México para estudiar el Universo.

Su espejo primario mide 50 metros de diámetro, y aunque actualmente solo están activos los segmentos centrales, ya es el telescopio de una sola antena mas grande del mundo (en estas longitudes de onda). En comparación, las antenas de ALMA miden 12 metros de diámetro. Este último tiene mayor resolución por ser un interferómetro, pero el GTM tiene mayor sensibilidad, lo que le permite ver fuentes más débiles.

Con el GTM podemos observar ondas de luz de 0.85 a 4 milímetros de longitud. ¿Recuerdan la Radiación Cósmica de Fondo? Este telescopio está diseñado para hacer mapas de la luz residual del Big Bang, pero también puede ver galaxias muy tenues,  nubes donde se forman las estrellas y regiones frías alrededor de los agujeros negros.

La cámara AzTEC

Finalmente los telescopios son enormes cámaras fotográficas. Como las moléculas de agua absorben las microondas (y por eso se calienta nuestra sopa) se necesita un lugar bien alto, frío y seco para obtener imágenes del cielo de buena calidad. Lo ideal es poner los telescopios en el espacio, pero subir una antena de 50 metros  es casi imposible, construirla en la cima de una montaña no lo es.

Para “ver” en longitudes de ondas milimétricas (de ahí el nombre del telescopio) necesitamos un detector, o como en en caso de las cámaras de antes, una película especial que sea sensible a ese tipo de luz. Una película que detecte ondas milimétricas se saturaría con la luz proveniente de todos los aparatos que se encuentren alrededor, pues cualquier cosa que esté a mas de ~2 Kelvin (-270º C) emitirá radiación en microondas. Para que no se nos “vele” la película hay que aislar el detector y mantenerlo por debajo de esta temperatura.

La cámara AzTEC se encuentra en un contenedor criogénico a una temperatura de 250 miliKelvin, o -272.85 grados Celsius, ¡tan solo 0.25 grados por encima del cero absoluto! Para poder lograr esto se utiliza una cámara de refrigeración y 23 litros de Helio líquido que se tienen que reponer varias veces al mes.

En el mundo existen pocos lugares tan fríos. Por ejemplo, el Gran Colisionador de Hadrones del CERN tiene un sistema que lo mantiene a 1.9 Kelvin (-271.3 ºC). Incluso AzTEC podrían ser uno de los pocos lugares así de fríos en el Universo; el espacio profundo se encuentra a 2.73 Kelvin (-270.42 ºC).

Visita al Telescopio

Para llegar a la cima del Tliltépetl, teníamos que salir de Tonanzintla a las 8 am, bastante temprano para ser domingo en la mañana. Afortunadamente un señor que vendía tamales nos proporcionó el desayuno de alta montaña que íbamos a necesitar.  Luego cambiamos de vehículo en el poblado de Texmalaquilla, por uno mas adecuado al terreno (una combi con un audaz conductor que abría la puerta en pleno movimiento para verificar no se que cosa).

Como suele suceder cada vez que alguien va de visita a un observatorio astronómico para verificar la calidad del cielo, nos tocó un día nublado. En plena temporada de lluvias, una espesa neblina nos envolvió sin dejarnos admirar el paisaje. Frente a nosotros estaba la montaña mas alta de México, el Pico de Orizaba, y no pudimos verla.

El resto de la visita fue muy interesante, y meternos en la estructura del telescopio así como pasar a la sala de instrumentación fue una experiencia maravillosa. Los dejo con una galería de fotos que espero les guste.

Finalmente quiero agradecer a todo el personal del INAOE por la hospitalidad y las atenciones recibidas, al comité organizador por permitirme participar, y sobre todo, por hacer de la segunda Reunión de Estudiantes de Astronomía todo un éxito.

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