El “ojo” más potente del mundo no es uno: la tecnología que une telescopios para ver más lejos

En abril de 2019 se marcó un hito en la astronomía cuando el Telescopio de Horizonte de Sucesos (Event Horizon Telescope o EHT) consiguió la primera fotografía de un agujero negro: M87*, un objeto 6.500 millones de veces más masivo que el Sol, que se encuentra a 55 millones de años luz de la Tierra.

Detrás del lente del EHT, sin embargo, no había un telescopio único, sino ocho radiotelescopios por todo el mundo apuntando al mismo tiempo para poder llegar más lejos, usando una técnica llamada interferometría.

¿Cómo funciona la interferometría?

Construir telescopios gigantes es caro, pero también técnicamente complejo. Según explica el European Southern Observatory (ESO) en su web, un espejo muy grande podría hundirse o deformarse por efecto de la gravedad.

Por eso los grandes telescopios —como el Very Large Telescope (VLTI) o el futuro Extremely Large Telescope (ELT), ambos en el norte de Chile— utilizan espejos segmentados que forman uno mayor, como el de 39 metros que tendrá el ELT.

Sin embargo, incluso el mayor de los telescopios terrestres es muy pequeño para ver los detalles en la superficie de una estrella, ni las antenas más grandes de los radiotelescopios pueden alcanzar una buena resolución, por lo que avanzar más profundo y con más detalle en el universo hoy requiere trabajar en grupo, es decir, usar la interferometría.

La técnica funciona combinando dos o más telescopios para lograr la imagen de un objeto celeste con un detalle mucho más fino del que podría obtenerse con cada telescopio de manera individual. Al utilizar varios telescopios a la vez estos actúan como un telescopio gigante o un interferómetro, con un diámetro mucho más grande que cualquier telescopio de la vida real.

Para lograrlo se basa en el principio de interferencia: un fenómeno donde las ondas de luz se cruzan y se combinan, de forma similar a como chocan las ondas al lanzar dos piedras al agua. Así como las ondas de agua pueden sumarse para ganar altura o anularse entre sí al chocar, las ondas de luz captadas por los telescopios se combinan para revelar detalles que serían invisibles de forma individual.

Para que la imagen sea más nítida, se aprovecha la distancia entre los observatorios (líneas de base). Cuantas más antenas o telescopios se utilicen y más separados estén, mejor se podrá reconstruir la forma real del objeto celeste. Así, el nivel máximo de esta tecnología es la interferometría de línea de base muy larga (VLBI), que coordina radiotelescopios separados por miles de kilómetros.

Telescopios cada vez más extremos

En interferometría, la resolución no depende del diámetro del telescopio o de las antenas individuales, sino de la separación máxima entre estas, ya que al alejarlas incrementa la resolución.

Por ejemplo, el Very Large Telescope (VLTI) utiliza la interferometría para combinar la luz captada por sus cuatro telescopios de 8,2 metros con otros cuatro de 1,8 metros, con lo que pueden alcanzar una resolución máxima equivalente a la de un telescopio de 130 a 200 metros de diámetro. Con ello se ha podido estudiar desde la atmósfera de exoplanetas a la comprobación de la relatividad general en torno al agujero negro supermasivo del centro de la Vía Láctea.

El observatorio ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array), en tanto, está compuesto por 66 antenas (54 de 12 metros de diámetro y 12 de 7 metros) que funcionan en conjunto para formar un gran radiotelescopio. Cuando trabajan todas al mismo tiempo, pueden alcanzar una resolución máxima de hasta 16 kilómetros. Algo imposible de lograr con una sola estructura. Con ello se ha podido observar, por ejemplo, cómo nacen los planetas.

Aún más extremo es el EHT. Para lograr la primera fotografía de un agujero negro, conectó radiotelescopios ubicados en EE. UU., México, Antártida, Francia, España y Chile usando la técnica de interferometría de muy larga base (VLBI). De esta forma, lograron crear un telescopio virtual del tamaño de la Tierra. La resolución alcanzada con esta técnica es tan alta que es equivalente a identificar una naranja en la Tierra vista por un astronauta desde la Luna.

Referencias del artículo

European Southern Observatory. Interferometría.

Alma Observatory. Interferometría.

European Southern Observatory. The VLT Interferometer: 20 years of scientific discoveries.

European Southern Observatory. Ubicación de los telescopios que componen la colaboración EHT.

Universidad de Valencia. Event Horizon Telescope (EHT), que captó la primera imagen de un agujero negro, revela estructuras inesperadas en el cuásar 3C279.

Alma Observatory. First Image of a Black Hole.