Un gigante de 24 brazos para estudiar los inicios del Universo

Un nuevo y potente instrumento llamado KMOS acaba de ser probado con éxito en el telescopio VLT (Very Large Telescope) de ESO, en el Observatorio Paranal, en Chile. KMOS es un instrumento único, ya que será capaz de observar, no uno, sino 24 objetos al mismo tiempo en luz infrarroja y estudiar la estructura de cada una de ellas simultáneamente. Proporcionará datos cruciales para ayudar a comprender cómo crecieron y evolucionaron las galaxias del Universo temprano — y los proporcionará mucho más rápido. KMOS fue construido por un consorcio de universidades e institutos del Reino Unido y Alemania en colaboración con ESO.

El Espectrógrafo Multiobjeto en banda K (K-band Multi-Object Spectrograph, KMOS), instalado en el Telescopio Unitario 1 del VLT (Very Large Telescope), en el Observatorio Paranal de ESO, en Chile, ha observado con éxito su primera luz. Durante el periodo de cuatro meses que ha transcurrido desde agosto, este instrumento, de 2,5 toneladas de peso, ha sido enviado por barco desde Europa, reensamblado, probado e instalado siguiendo una detallada planificación que ha llevado meses. Ha sido la culminación de muchos años de diseño y construcción por parte de equipos del Reino Unido y Alemania junto con ESO. KMOS pertenece a la segunda generación de instrumentos que se instalarán en el VLT de ESO (el primero fue X-shooter: ver eso0920).

«KMOS ofrece una nueva capacidad al conjunto de instrumentos del VLT de ESO. Su éxito inicial es un tributo a la dedicación de un gran equipo de ingenieros y científicos. El equipo espera que KMOS proporcione grandes descubrimientos científicos una vez complete su fase de puesta a punto«, afirma Ray Sharples (Universidad de Durham, UK), coinvestigador principal de KMOS.

Para estudiar las fases iniciales de la vida de las galaxias, los astrónomos necesitan tres cosas: observar en el infrarrojo [1], observar muchos objetos a la vez y, para cada uno, determinar cómo varían sus propiedades entre ellos [2]. KMOS puede hacer todas estas cosas al mismo tiempo. Hasta ahora los astrónomos podían observar muchos objetos de una sola vez o estudiar un único objeto en detalle. Un sondeo detallado puede llevar años si se trata de una muestra grande de objetos. Pero con KMOS, al proporcionar información de las propiedades de muchos objetos a la vez, estos sondeos podrán hacerse en solo unos meses.

KMOS tiene brazos robóticos que pueden posicionarse de manera independiente en el lugar adecuado para captar la luz de 24 galaxias distantes, o de otro tipo de objetos, simultáneamente. Cada brazo sitúa una cuadrícula de 14 por 14 píxeles sobre el objeto; cada uno de esos 196 puntos recoge luz de las diferentes partes de la galaxia y la separa en los diferentes colores que la componen como si fuera un espectro. Estas débiles señales son recogidas por detectores infrarrojos muy sensibles. Este instrumento, extraordinariamente complejo, tiene más de mil superficies ópticas que fueron fabricadas con mucha precisión y alineadas con muchas delicadeza [3].

«Recuerdo que cuando comenzó el proyecto, hace ocho años, yo era bastante escéptico en cuanto a la complejidad de KMOS. Pero hoy estamos observando y el instrumento está funcionando de maravilla«, afirma Jeff Pirard, uno de los responsables del instrumento por parte de ESO. «Además, ha sido un verdadero placer trabajar con el equipo de KMOS. Son muy profesionales y lo hemos pasado muy bien trabajando juntos«.

KMOS fue diseñado y construido por un consorcio de institutos que ha trabajado en colaboración con ESO. Se trata de: Centro de Instrumentación Avanzada, Departamento de Física, Universidad de Durham, Durham, Reino Unido; Universitätssternwarte de Múnich, Múnich, Alemania; el Consejo de Infraestructuras Cientificotécnicas de Reino Unido; Centro de Tecnología para la Astronomía, Real Observatorio, Edimburgo, Reino Unido; Instituto Max-Planck de Física Extraterrestre, Garching, Alemania; Sub-Departamento de Astrofísica, Universidad de Oxford, Oxford, Reino Unido.

«Estoy emocionado por las grandes oportunidades que ofrece KMOS para estudiar las galaxias distantes. La posibilidad de observar 24 galaxias simultáneamente nos permitirá construir modelos de galaxias con una calidad y tamaño sin precedentes. La  colaboración entre todos los socios y ESO no podría haber sido mejor y estoy muy agradecido con todos los que han contribuido a la construcción de KMOS,» concluye Ralf Bender (Universitätssternwarte Múnich, Alemania), coinvestigador principal.

Notas

[1] La expansión del universo desplaza la luz hacia longitudes de onda más largas. Esto significa que mucha de la luz que proviene de galaxias distantes, y que resultan de interés para los astrónomos, se desplaza de longitudes de onda de luz visible hacia longitudes de onda del infrarrojo, más largas. Para estudiar la evolución de las galaxias es vital la instrumentación infrarroja.

[2] Esta técnica, conocida como espectroscopía de campo integral, permite a los astrónomos estudiar simultáneamente las propiedades de diferentes partes de un objeto, como una galaxia, para ver cómo rota y medir su masa. También permite determinar la composición química y otras propiedades físicas en diferentes partes del objeto.

[3] Muchos de los complejos mecanismos de KMOS tienen que operar a -140 grados Celsius, lo cual ha supuesto un gran reto de ingeniería.