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Astrofotografía
Desde Jodrell Bank
Francisco Blanco
Nov. 2004


Jodrell Bank

El Radiotelescopio Lovell


Para los que no tenemos coche y no somos grandes ciclistas, el traslado al Observatorio Jodrell Bank, no es precisamente divertido. En mi caso, incluye pedalear unos cuarenta minutos, y llegar necesitando un baño. Sin embargo los inconvenientes del traslado están más que compensadas por la vista a la distancia del radiotelescopio Lovell de 76 m de diámetro, la cual aparece de pronto, a unos tres kilómetros antes de llegar después de pasar una arboleda. El contraste del radiotelescopio con las granjas, vacas, borregos y molinos de la región es notable.

Joderell Bank es un centro de investigación basada principalmente en la radio astronomía. A diferencia de los telescopios convencionales, que operan en el régimen electromagnético de la luz visible, los radiotelescopios son instrumentos que responden a ondas de radio. Las ondas de radio tiene longitudes de onda de 1 km a 1mm. En adición a la radio astronomía, en Jodrell Bank cuenta con un grupo dedicado a la astronomía óptica (luz visible). Este grupo realiza frecuentemente observaciones con el telescopio del Observatorio Astronómico Nacional en San Pedro Mártir.

A pesar de haber sido construido hace 47 años, el radiotelescopio Lovell sigue siendo una de las obras de ingeniería más impresionantes de Europa. Los inicios de Jodrell Bank como centro de investigación astronómica datan de finales de 1945, recién terminada la Segunda Guerra mundial. Originalmente parte de los campos botánicos de la Universidad de Manchester, Jodrell Bank fue asignado al Dr Bernard Lovell, quien estaba interesado en estudiar ciertas señales registradas en los equipos de radar utilizados durante la ultima parte de la guerra, y que en un principio considero se debían al efecto de rayos cósmicos. Para diciembre de 1945, ya instalado en Jodrell Bank, el Dr Lovell pudo concluir que las señales en los equipos no eran causados por rayos cósmicos, sino por meteoritos al ionizar la atmósfera en su ingreso a la tierra.

Para 1947, Lovell y sus colaboradores habían puesto en operación un radiotelescopio de tránsito (es decir, un instrumento fijo a la superficie, el cual observa los objetos que van apareciendo en la región del cielo que se encuentra directamente sobre él). El telescopio de tránsito consistía en una red de alambre en forma parabólica de 66 m de diámetro, con el que se pudieron detectar señales provenientes de la galaxia de Andrómeda. Estos resultados indicaban el potencial de un instrumento de este tipo, por lo que el Dr Lovell comenzó a planear en 1950 un radiotelescopio similar, pero montado en una estructura que permitiera dirigir el radiotelescopio a cualquier región del cielo y con una red de alambre en forma parabólica, esta vez de 76 m de diámetro.

En 1951 Lovell modifico radicalmente el diseño a raíz del descubrimiento de la emisión de 21cm de longitud de onda del átomo de hidrogeno. El diseño original, basado en una red de alambre, permitía detectar ondas electromagnéticas con longitud de onda de un metro. La detección de la emisión del átomo de hidrogeno requería una superficie sólida, en lugar de una red de alambre. El diseño con una superficie parabólica sólida incrementaba de manera significativa el costo del nuevo telescopio. Sin embargo la detección de la emisión de 21cm del átomo de hidrogeno permitiría estudiar la estructura espiral de la Galaxia. Bajo ese argumento se decidió por el diseño de la estructura sólida, a pesar de que en ese momento no se contaban con los fondos suficiente para terminar la construcción del instrumento.

Después de una serie de dificultades financieras y de ingeniería, en 1957 entro en operación el nuevo instrumento, bautizado como Mark I. El inicio de las operaciones del Mark I coincidieron con el inicio de la era espacial. El Mark I fue utilizado para detectar la señal del Sputnik I. Posteriormente el Mark I fue utilizado para transmitir comandos al Pioneer 5, así como seguir las misiones de la Unión Soviética a Venus y la Luna.

Sin embargo, la contribución del Mark I en diferentes áreas de la astrofísica durante sus primeros años de operación fue mucho más relevante que su participación en los inicios de la época espacial. A principios de los años 60, el Mark I empezó a ser usado en combinación con otros radiotelescopios en otras localidades. Uno de los descubrimientos mas notables fue el de los quasares. Al operar el Mark I en combinación con otros radiotelescopios fue posible identificar como objetos puntuales las fuentes de emisión electromagnética más potente que se conocían en esa época. Una vez que se logro la ubicación en el régimen visible de estos objetos, se pudo determinar que se trataba no solo de objetos brillantes, sino que se trataba de objetos remotos, localizados en los limites observacionales de ese tiempo.

En 1969,el Mark I fue sometido a una serie de reparaciones y modificaciones con objeto de volverlo un radiotelescopio más sensible y más eficiente. Estas incluyeron la incorporación de dos semicírculos guía a la estructura de soporte de la antena, y la colocación de una nueva superficie reflejante sobre la existente. El radiotelescopio fue sometido en 1976 a mejoras adicionales. En 1987, 30 aniversario de inicio de operaciones, el radiotelescopio fue rebautizado con la denominación Lovell Telescope, en honor de su fundador. El Dr Bernard Lovell recibio en 1961 la condecoración que lo convirtió en Sir Bernard Lovell, en reconocimiento a su contribución a la ciencia en el Reino Unido. A sus 91 años de edad, Sir Bernard Lovell, sigue visitando frecuentemente Jodrell Bank.

El radiotelescopio Lovell es actualmente utilizado en el estudio de pulsares, galaxias activas, quasares, microquasares, lentes gravitacionales, así como supernovas y sus remanentes. El instrumento es utilizado individualmente, en conjunto como pieza central con otros 6 radiotelescopios en Inglaterra (este arreglo se denomina MERLIN), y como parte de MERLIN en conjunto con otros 11 radiotelescopios en Europa (este arreglo se denomina EVLBI). La resolución que se obtiene con el arreglo EVLBI es superior a la del telescopio espacial Hubble.

El radiotelescopio Lovell ha sido pieza central en los avances de la radio astronomía desde que inicio operaciones. A sus 47 años de existencia el Lovell sigue siendo un instrumento de vanguardia - hace apenas algunas semanas con el Lovell se descubrió el primer pulsar doble. Un descubrimiento que implica, entre otras cosas poder determinar por primera vez de manera directa la masa de una enana blanca. El futuro pinta todavía mejor. En adición a la incorporación de tecnología de punta en todos los sistemas del Lovell, actualmente se están llevando a cabo trabajos de mejora en los arreglos MERLIN y EVLBI. El proyecto, conocido como e-MERLIN quedara concluido en el 2007, resultando en mejoras sustanciales en la sensibilidad y eficiencia de los arreglos MERLIN y EVLBI. A partir del 2007 se podrá estudiar con detalle sin precedente objetos que poseen claves sobre la evolución del Universo, como termina la vida de las estrellas, y como nacen otras.