Hace algunos meses, conocí la historia del Gran Telescopio Milimétrico en Puebla. Lo primero que lamenté fue nunca haber entendido la raíz cuadrada (eso me dejó fuera de estudiar una carrera vinculada a la ciencia y a la tecnología). Sé que uno debe dedicarse a lo mejor sepa uno hacer; en mi caso, eso es escribir, así que sirva ese talento para compartirles la historia del GTM que aparece en la edición de la Revista QUO que actualmente está circulando.
Un rincón cerca del cielo
La misión estelar del radiotelescopio más potente del mundo está a punto de iniciar. ¿Logrará hallar en el espacio el origen de la vida en la Tierra? Por Delia Angélica Ortiz
Una de esas noches tranquilas y apacibles, en las que pareciera que las estrellas tienen un mensaje que comunicarnos, Eleanor Arroway había dirigido uno de sus 131 radiotelescopios a la frecuencia 9,24,176,684 Giga Hertz. Desde niña, se había obsesionado con sintonizar canales que le permitieran contactar a personas en otras ciudades, en otros países y, por qué no, en otros planetas. Esa noche, parecía que había apuntado un estetoscopio gigantesco en la dirección correcta y sintió, como si fueran sus propios latidos, aquellos impulsos radioeléctricos que provenían desde las profundidades del espacio. Para confirmar el origen de la señal, alertó al resto de los científicos en el observatorio para dirigir las otras 130 antenas hacia las mismas coordenadas. No era falsa alarma. No era una onda extraviada. Era un mensaje emitido como radio-ondas intermitentes desde la estrella Vega.
La única novela que escribió Carl Sagan, hace 25 años, todavía resulta vigente para acercarnos a la radioastronomía y a sus descubrimientos. En 1997, su adaptación al cine mostró a Jodie Foster como la doctora Arroway, una científica obsesionada por encontrar vida inteligente en otras galaxias.
Para la filmación se utilizaron las 27 radio antenas de un observatorio en Nuevo México como escenario para representar 131 radiotelescopios descritos en el texto original de “Contacto”; aunque es ciencia ficción, fiel a sus aptitudes como divulgador, Sagan hace una descripción didáctica sobre el uso de esta tecnología que hoy podemos encontrar a tres horas del Distrito Federal.
México en las alturas
En 1994, dos años antes de que muriera Sagan, se propuso construir en México un gigantesco radiotelescopio que permitiera una resolución angular cinco veces mayor a la de los instrumentos disponibles de 15 metros de diámetro. El astrónomo Alfonso Serrano Pérez-Grovas, hoy director del megaproyecto, fue uno de los principales impulsores para que se hiciera en México.
El gran telescopio debería tener al menos 50 metros y debería estar ubicado, literalmente, más allá de las nubes para evitar la interferencia que provoca la humedad en las alturas cercanas al nivel del mar. La cúspide más alta que puede ofrecer nuestro país es el Pico de Orizaba con 5,600 metros de altura.
Dado que las condiciones climáticas y el difícil acceso no hacían posible la instalación en la montaña principal, se eligió una cumbre cercana, el extinto volcán Sierra Negra que, de 4,621 metros de altura. En la época prehispánica se le llamada Iztactépectl Icni o Hermana de la Montaña Blanca, en referencia al Pico; igual que Tliltépetl o Cerro Negro; también se le conocía como Atlitzin o Venerable Señor del Agua. Ahora, además de sus variados nombres, tiene una nueva característica: hospedar al Gran Telescopio Milimétrico (GTM).
Desde el kilómetro 179 de la Autopista México-Orizaba, el GTM parece una pequeña parabólica en lo alto de los cerros. La construcción, sin embargo, tiene la misma altura que el Palacio de Bellas Artes, 52 metros, y las dimensiones de su antena equivalen a media cancha de futbol.
En un principio se pensó que solamente 25% del proyecto sería ingeniería nacional, pero al final fueron mexicanos quienes desarrollaron 80% de las soluciones de alta precisión requeridas por el proyecto, comenta Juan Carlos Jáuregui Correa, director adjunto de operaciones del Centro de Tecnología Avanzada (Ciateq).
Esta antena monumental opera con una parábola activa constituida por 180 segmentos o espejos móviles que permiten deformar sus casi 2,000 m2 de superficie colectora; ese disco es capaz de registrar frecuencias y longitudes milimétricas de ondas emitidas por moléculas y átomos interestelares.
“Podremos estudiar planetas fuera del sistema solar para detectar las moléculas complejas y buscar posibles huellas de presencia de océanos o plantas; ver si hay algo, por ahí, con vida”, explica el astrónomo mexicano Miguel Chávez Dagostino.
Quien fuera coordinador del área de Astrofísica en el Instituto Nacional de Astronomía, Óptica y Electrónica (INAOE) está cierto de que el GTM será un “estandarte científico” nacional. “Vamos a dar resultados de impacto que, posiblemente, modifiquen nuestra visión del Universo”, asegura.
Al cierre de esta edición, el equipo se encontraba en etapas finales de calibración.
El escandaloso espacio
En los años 30, la telefónica Bell investigó por qué registraba interferencia en las comunicaciones con los barcos, resultó que eran tormentas eléctricas y estática proveniente del espacio. Ahora sabemos que detectaron ondas de radio generadas en el gas de la Vía Láctea. Se dice que los radiotelescopios “escuchan” el cielo, porque son complejos radio-receptores, pero sin bocinas. Lo que nos proporcionan son radio-imágenes.
En su novela “Contacto”, Sagan explica la radioastronomía como el estudio de las ondas de radio que provienen de otros planetas, estrellas y galaxias, así como las emisiones de la composición de las grandes moléculas orgánicas que flotan entre las estrellas.
“Esas emisiones radioeléctricas son naturales, es decir, causadas por procesos físicos, por electrones que se mueven en círculos en el campo magnético galáctico, por moléculas interestelares que chocan unas con otras, o por los remotos ecos del Big Bang, la gran explosión primigenia de los rayos gamma en el origen del Universo”, escribió.
Los radiotelescopios han dado nuevos ojos a los científicos para identificar en el Universo partículas que pudieron dar origen a la vida en la Tierra. Desde 1965 se han detectado más de 140 especies moleculares orgánicas o basadas en carbono como los aminoácidos, elementos básicos de las proteínas. De hecho, ya se tiene registro fuera de nuestro planeta de los aminoácidos más simples, como la glicina, formada por nitrógeno, hidrógeno, carbono y oxígeno.
Un microscopio universal
Los grandes telescopios existentes, incluso de más de 500 metros de diámetro, se encuentran a menos de 1,000 metros de altura y son estáticos. El GTM está a casi cinco veces más esa altitud; su parabólica tiene movimiento de 90º hacia arriba y hacia abajo; la superficie colectora de su antena está activa para poder contrarrestar los efectos de la gravedad y mantener su capacidad de detección de ondas entre 1 y 3 milímetros (mm) que le permiten estudiar al Universo, más allá de nuestra propia galaxia.
Además, la construcción puede rotar sobre su eje 360º y es capaz de detener sus 2,600 toneladas de peso en precisiones de medio segundo de arco (esta medida se obtiene de dividir un grado en 72 mil partes).
A partir del conocimiento que ha detonado la construcción del GTM, el investigador en física médica Carlos Treviño asegura que hoy se pueden desarrollar instrumentos capaces de identificar de manera rápida y oportuna células cancerígenas en longitudes de onda de entre 10 micras y dos milímetros. Dirigida al espacio, esta tecnología permite que el GTM pueda detectar ondas que se encuentran a distancias de 13 mil 200 millones de años luz, es decir, galaxias que se formaron en el Big Bang.
Los puntos de exploración en el Universo son ilimitados. Cuando Sagan falleció, en 1996, los astrónomos habían descubierto 11 exoplanetas; hoy en día, el conteo supera los 300. Algunos de estos son gigantes gaseosos como Júpiter, otros tienen temperaturas tan elevadas como Mercurio o tan bajas como Plutón y otros, como Gliese 581 c, presentan condiciones semejantes a la Tierra.
En una de las primeras investigaciones programadas para el GTM, los espejos de este súper telescopio se dirigirán hacia el centro caliente de la constelación de Orion, donde se han detectado ácido fórmico y metilamina precursores de la glicina. Este aminoácido se ha encontrado en nubes moleculares y en protoestrellas, y las futuras observaciones con el GTM permitirán cubrir líneas de investigación orientadas a temperaturas de 20 a 200 grados kelvin.
Según el libro El Gran Telescopio Milimétrico, dos países vecinos exploran juntos el cosmos, las primeras cinco grandes líneas de investigación del megatelescopio incluyen la observación del polvo estelar para identificar la evolución de sus compuestos orgánicos vinculados con el origen de la vida, una cartografía de planetas grandes como Venus, Júpiter o Saturno, un censo de asteroides y otros objetos más allá de las fronteras de la Vía Láctea, el estudio de la materia circundante a los hoyos negros y dedicará varias horas de observación a los comentas.
Los cometas son los objetos más primitivos del Universo y, por sus bajas temperaturas, mantienen congeladas las sustancias que componen su centro. La actual tecnología del GTM observará el núcleo de los cometas para identificar sus moléculas y estudiar cómo su transformación química provoca los gases de la atmósfera cometaria; es decir, al analizar el comportamiento de esas substancias se obtendrá nueva información que, incluso, podría comprobar la hipótesis de que la vida llegó a la Tierra en un cometa.
El GTM está bien equipado. Cuenta con AzTEC (Astronomical Thermal Emission Camera), un ensamble de bolómetros o sensores capaces de fotografiar de manera nítida las zonas frías del Universo; así como Sequoia, (Second Quabbin Optical Imaging Array), fotografía espectros estelares, y SPEED (Spectral Energy Distribution Camera), que detecta objetos de menos de 200 km de diámetro incluso más allá del Cinturón de Kuiper, la franja donde se encuentran los objetos más pequeños y más alejados del Sol.
Ni por un pelito
La movilidad de este observatorio colosal obliga a que su antena cuente con un sistema de calibración constante. Los 180 espejos que componen el plato principal de la parábola deben reacomodarse en cada observación y en conjunto deben tener un rango de error menor a 70 micras, eso es el grosor de un cabello. Si se divide un milímetro en mil, se obtiene una micra; la matemática ayuda a imaginar lo diminuto que resulta la exactitud requerida.
Francisco Barbosa es el ingeniero que ha estado a cargo del sistema que permitirá que cada uno de esos 180 panales se ajusten a la posición ideal. Asegura que en las pruebas de laboratorio, han logrado calibración con error incluso por debajo de las 50 micras.
“No veo, en este momento, ningún impedimento para llegar a menos 70 micras. Si me lo hubiera preguntado hace dos años, hubiera tenido que confesar que teníamos una serie de problemas técnicos que hacían difícil y complicado llegar al requerimiento”, admite.
El reto de la “máxima precisión” comenzó a afinarse hace cuatro años, una vez terminada la obra de ingeniería civil que se realizó de 2000 a 2006. Desde que inició la planeación de este observatorio, ha pasado 16 años para que logre operar al 100%.
El GTM trabajará de manera sincronizada con el mega observatorio ALMA (Atacama Large Milimeter Array), en Chile, que contará con 66 radiotelescopios de 12 y 7 metros de diámetro que se encontrarán a 5 mil metros de altitud al Norte de Chile y comenzarán a operar en 2012. El GTM operará como un gran cartógrafo que mapeará el Universo, para que luego ALMA realice investigación a detalles sobre áreas específicas del espacio.
Con su serie de televisión Cosmos, Carl Sagan fue inspiración para una generación de científicos mexicanos ahora vinculados con el colosal radiotelescopio milimétrico. Con su novela Contacto, logró transmitir a la sociedad el postulado que siempre defendió: No estamos solos. “En algún sitio, algo increíble espera ser descubierto”, solía decir.
