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Inauguración de un telescopio de espejo líquido en India | Ciencias

Un telescopio único que enfoca la luz con un recipiente de mercurio líquido que gira lentamente en lugar de un espejo sólido abrió sus ojos al cielo sobre la India. Dichos telescopios se han construido antes, pero el Telescopio Internacional de Espejo Líquido (ILMT) de 4 m de ancho es el primer gran telescopio construido con fines astronómicos, en una especie de premio para los observadores de posición a gran altitud: el Observatorio del Premio Devasthal de 2.450 m en el Himalaya.

Aunque los astrónomos tienen que contentarse con mirar de frente, el instrumento de dos millones de dólares, construido por un consorcio de Bélgica, Canadá e India, es mucho más barato que los telescopios de espejo de vidrio. A tiro de piedra de la ILMT se encuentra el Devasthal Optical Steering Telescope (DOT) de 3,6 metros, construido por la misma empresa belga al mismo tiempo, pero por 18 millones de dólares. “Las cosas simples suelen ser las mejores”, dijo Jean Sorge, gerente de proyectos de la Universidad de Lieja. Algunos astrónomos dicen que los espejos líquidos son una tecnología ideal para un telescopio gigante en la Luna que podría remontarse a la época de las primeras estrellas del universo.

Cuando se hace girar un recipiente de mercurio líquido reflectante, la combinación de la gravedad y la fuerza centrífuga empuja el líquido a una forma parabólica perfecta, como un espejo de telescopio tradicional, pero sin contar el hecho de verter un espejo de vidrio vacío, pulir su superficie en una parábola y recubriéndolo con aluminio reflectante.

Complejo del Observatorio ARIES, Devastal, Uttarakhand, India
El Telescopio Internacional de Espejo Líquido (abajo a la izquierda) está ubicado en el Observatorio Devastal en India junto al Telescopio Óptico Devastal de 3,6 metros (centro).Anna y Jan Surdig

El sueño de ILMT fue originalmente a fines de la década de 1990. El recipiente en forma de plato que contenía el mercurio se entregó a la India en 2012, pero la construcción del contenedor del telescopio se retrasó. Luego, los investigadores descubrieron que no tenían suficiente mercurio. Con más esperándolos, llegó la pandemia de COVID-19, lo que hizo imposible viajar a la India. Finalmente, en abril, el equipo mapeó 50 litros de mercurio girando, creando una capa equivalente de 3,5 mm de espesor. Después de un embarazo tan largo, «todos estamos muy felices», dice Paul Hickson, miembro del equipo de la Universidad de British Columbia, Vancouver.

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El espejo giratorio, mirando directamente hacia arriba, verá un trozo de cielo aproximadamente igual al ancho de la luna llena a medida que la rotación de la Tierra lo escanea a través del cielo desde el anochecer hasta el amanecer. «Simplemente enciéndalo y déjelo ir», dice Hickson. Los objetos aparecen como líneas largas en la imagen; Luego, los píxeles separados se pueden agregar para crear una sola exposición larga. Debido a que el telescopio ve aproximadamente la misma franja de cielo en noches sucesivas, las exposiciones de varias noches se pueden sumar para obtener imágenes altamente sensibles de objetos débiles.

Alternativamente, la imagen de una noche se puede restar de la siguiente para ver qué ha cambiado, revelando objetos transitorios como supernovas y cuásares, los núcleos brillantes de galaxias distantes que disminuyen y se desvanecen a medida que los agujeros negros supermasivos devoran la materia. Surdej quiere buscar lentes gravitacionales, en las que la gravedad de una galaxia o un cúmulo de galaxias desvía la luz de un objeto distante como una lupa gigante. Las mediciones sensibles de ILMT del brillo de los objetos revelan la masa de las galaxias lentes y pueden ayudar a estimar la tasa de expansión del universo. Un estudio sugirió que hasta 50 lentes pueden ser visibles en la banda del cielo en ILMT.

Los telescopios topográficos convencionales, como el Zwicky Transit Facility en California y el próximo Observatorio Vera C. Rubin en Chile, cubren un área mucho más grande del cielo. Pero es poco probable que regresen al mismo parche todas las noches para buscar cambios. «Nos vemos obligados a tener un nicho», dice Hickson. El ILMT tiene la fuerza adicional de estar junto al DOT y está equipado con instrumentos que pueden escanear rápidamente cualquier objeto que pase y que detecte su vecino de al lado. El enfoque de este equipo de marcadores es «más completo y científicamente más rico», dice Dipankar Banerjee, director del Instituto de Investigación de Ciencias de la Observación Aryabhata, que dirige el Observatorio Devastal.

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Si el ILMT tiene éxito, Surdej dice que la tecnología podría ampliarse para construir espejos líquidos mucho más grandes en la Luna, un lugar atractivo para futuros telescopios gigantes porque tiene menos actividad sísmica que la Tierra y no tiene atmósfera. En la Tierra, el efecto Coriolis, a partir de la rotación del planeta, distorsionaría el movimiento de Mercurio en espejos de más de 8 metros de tamaño. Pero la Luna gira más lentamente, lo que permite espejos líquidos mucho más grandes, aunque no de Mercurio. Es demasiado pesado para llevarlo a la luna y se congela por la noche y se evapora durante el día. Pero hace más de una década, el pionero de los espejos líquidos Ermanno Porra de la Universidad Laval demostró que los «líquidos iónicos», sales fundidas livianas con puntos de congelación bajos, resistirían las condiciones lunares y podrían volverse reflectantes con una fina capa de plata.

En la década de 2000, tanto la NASA como la Agencia Espacial Canadiense encargaron estudios de telescopios de espejo líquido en la superficie lunar, pero no fueron más allá. Los astrónomos esperan que el interés actual en la exploración lunar y los lanzamientos baratos ofrecidos por compañías espaciales privadas como SpaceX estimulen un resurgimiento. En 2020, un equipo de la Universidad de Texas, Austin, propuso el gran telescopio definitivo, un espejo líquido de 100 metros que miraría constantemente la misma porción de cielo durante años desde uno de los polos de la luna. Tal gigante podría recolectar débiles gotas de fotones de las primeras estrellas que iluminaron el universo, incluso antes de que existieran las galaxias. Hay un «nicho único para una gran empresa», dice el veterano fabricante de espejos Roger Engel de la Universidad de Arizona. [liquid] Un espejo más allá de lo que otros pueden hacer”.

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