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Radiotelescopio

En la UPNA ya 'escuchan' las galaxias

Su radiotelescopio servirá para los trabajos de investigadores y alumnos y para labores de divulgación. La idea de montar un radiotelescopio en un terreno situado junto al Sario surgió hace ya seis años

Parte del equipo impulsor del proyecto de radiotelescopio de la UPNA, junto a la instalación. De izquierda. a derecha, Diego Chocarro (estudiante), Abián B. Socorro, David Vesperinas, José Javier Vesperinas, Silvia Díaz Lucas, Francisco Falcone, Ekaitz Beraza (estudiante), Rafael Ruiz, Iban Buldáin (estudiante), Patricia Yanguas y Pedro Diéguez. Faltan en la foto Jesús Palacián y Rafael Rodríguez Trías.
Parte del equipo impulsor del proyecto de radiotelescopio de la UPNA, junto a la instalación. De izquierda. a derecha, Diego Chocarro (estudiante), Abián B. Socorro, David Vesperinas, José Javier Vesperinas, Silvia Díaz Lucas, Francisco Falcone, Ekai
Actualizada 08/11/2020 a las 06:00

La bombilla se les encendió hace seis años a los hermanos Vesperinas Oroz, José Javier, que es técnico de la Unidad Científico Técnica de Apoyo a la Investigación, y David, astrofísico y profesor del Colegio Jesuitinas de Pamplona. En aquel 2014 asistieron a una formación en Robledo de Chavela (Madrid), en el complejo de la NASA cuyas antenas participaron en la llegada del hombre a la Luna, entre otras misiones espaciales. También hicieron un curso de verano relacionado con la radioastronomía en la Universidad Pública de Navarra, en el que eran ponentes como Cristina García Miró y Rubén Herrero-Illana, dos astrofísicos de gran experiencia en el estudio de los cuerpos celestes a través de las ondas de radio. Los hermanos pensaron que sería interesante poner contar con uno de esos radiotelescopios, aunque fuera a una escala más pequeña, en Pamplona, en la UPNA.

La idea ha tardado en cristalizar seis años, en los que poco a poco la UPNA ha ido haciéndose con los componentes del radiotelescopio, que se inaugurará el miércoles 18 de noviembre, pero que ya ‘escucha’ los sonidos de las galaxias, empezando por la nuestra, la Vía Láctea. Lo han colocado en la finca de prácticas de la Escuela Técnica Superior de Ingeniería Agronómica y Biociencias, un terreno situado junto al edificio de El Sario. “Generalmente estos radiotelescopios se colocan en sitios como desiertos, para evitar las interferencias. Nosotros lo llevamos a un lugar más apartado que podíamos. Si estuviera junto al edificio, las interferencias serían mucho mayores”, explicaba José Javier Vesperinas poco antes de que casi todo el equipo que ha participado en el desarrollo del aparato se hicieran las primeras fotos con la antena en pleno funcionamiento. Son, además de los hermanos Vesperinas, un buen número de profesores e investigadores de la UPNA: Silvia Díaz Lucas (Departamento de Ingeniería Eléctrica, Electrónica y de Comunicación), Pedro Diéguez Elizondo (Departamento de Ingeniería), Rafael Rodríguez Trías (Departamento de Ingeniería), Francisco Falcone Lanas (Ingeniería Eléctrica, Electrónica y de Comunicación), Jesús Palacián Subiela (Departamento de Estadística, Informática y Matemáticas), Rafael Ruiz Feliú (Departamento de Ingeniería Eléctrica, Electrónica y de Comunicación), Abián Bentor Socorro Leránoz (Departamento de Ingeniería Eléctrica, Electrónica y de Comunicación) y Patricia Yanguas Sayas (Departamento de Estadística, Informática y Matemáticas). En esa foto, además de profesores, posaron varios alumnos, porque el radiotelescopio ya se ha utilizado para desarrollar tesis de fin de grado o de fin de carrera. A sus investigaciones les ayuda que pueden manejar el aparato y recibir la información a distancia, desde cualquier ordenador.

Que el radiotelescopio sirva a los estudiantes en sus trabajos de fin de grado y otras actividades es uno de los objetivos fundamentales. Las observaciones que se hagan con él también les serán útiles a los investigadores de la UPNA. “Pero quizá lo más relevante es que nos ayude para la divulgación, para enseñar qué es la radioastronomía por ejemplo a escolares”, comentaba Silvia Díaz Lucas.

Tienen la esperanza de que, a través de visitas guiadas y otras actividades didácticas, el radiotelescopio fomente el interés por las ciencias y la tecnología en la sociedad, sobre todo en potenciales alumnos de ingenierías. También buscan generar “un aliciente para el diseño de la electrónica y las telecomunicaciones en la universidad”, además de llevar a cabo investigaciones amateur que les permitirá ponerse en contacto con otras universidades y centros de investigación. Finalmente, los promotores de esta iniciativa tienen en mente crear un aula de radioastronomía, para impartir charlas que divulguen sobre esta rama de la astronomía además de otros asuntos relacionados, como pueden ser las antenas, los circuitos o la electrónica.

RADIOTELESCOPIOS

El despiece ofrece más detalles sobre cómo explora el espacio la radioastronomía. Porque los radiotelescopios no captan la luz, como los telescopios convencionales, sino ondas de radio que emiten muchos cuerpos celestes. Gracias a esta rama poco conocida de la astronomía, es posible ver cuerpos y situaciones que no son posibles de detectar con la astronomía óptica: por ejemplo, detectar meteoros, obtener imágenes de galaxias, escuchar las explosiones en torno a Júpiter, fenómenos solares o el sonido que produce una aurora boreal.

En el caso del que acaban de poner en marcha en la UPNA, servirá para medir lo que los astrónomos llaman la línea de 21 centímetros de hidrógeno neutro, que da información sobre rotación de las galaxias, de la estructura en espiral o la distribución de hidrógeno en la Vía Láctea. También permite seguir satélites y sondas espaciales y hasta estudiar los púlsares, estrellas que se han colapsado y se han hecho muy pequeñas, muy densa y que giran a toda velocidad cortando su propio campo magnético y generando con ello ondas de radio, las que puede recoger un telescopio como el de la UPNA.

CLAVES
¿Qué son las ondas de radio?
Cuando sintonizamos la radio, vemos la televisión o cocinamos con un microondas utilizamos energía electromagnética. Viaja en forma de ondas y abarca un amplio espectro, desde ondas radioeléctricas muy largas hasta rayos gamma muy cortos . El ojo humano solo puede detectar una pequeña parte de este espectro, una máquina de rayos X es sensible a una porción distinta del mismo espectro y un aparato de radio a otra diferente. Las señales de radio que llegan del espacio atraviesan las nubes y se pueden detectar con grandes antenas/discos. El rango de frecuencias de radio cubre una gran parte del espectro electromagnético, entre 30 MHz hasta 40 GHz (en términos de longitud de onda, entre 10 metros hasta 7 milimetros.
¿Qué distingue un radiotelescopio de un telescopio óptico?
La longitud de onda de la radiación absorbida. Un telescopio óptico capta luz visible y un radiotelescopio, ondas de radio. Tanto uno como otro utilizan una superficie parabólica para recolectar la ondas. Difieren en el material que recubre sus superficies parabólicas, que son similares a los espejos en los ópticos y paneles que permiten reflejar las ondas de radio con gran eficiencia en los radiotelescopios.
¿Cómo se recogen las ondas de radio?

El plato reflector del radiotelescopio capta las radiaciones que proceden de los objetos astronómicos y gracias a su forma parabólica, las concentra en un punto focal. Allí hay un receptor que recoge las ondas de radio, las amplifica y digitaliza. Esa información, que incluye la intensidad de las ondas y la posición exacta del punto del cuál procede, puede ser convertida en imágenes. Después de tomar la información de un punto del espacio, la antena del radiotelescopio se mueve para apuntar al punto contiguo y se vuelve a registrar la señal. Así se va haciendo un barrido de un área del espacio. Toda esa información de intensidades de onda se analiza y se asocia a su posición. Con esos datos y herramientas matemáticas, los astrónomos construyen imágenes de galaxias y otros cuerpos celestes.
¿Qué es la línea de los 21 centímetros?
La detección de señales de radio del espacio se basa en el átomo de hidrógeno, cuyo núcleo está formado por un protón y un neutrón. Aunque no son exactamente esferas, ambos tienen una propiedad que se denomina espín. Cuando los espines de las dos partículas están alienados, el átomo tiene algo más de energía que cuando están desalienados. Ocurre que el átomo de hidrogeno puede hacer transiciones de estados alineados a desalienados. Cuando eso ocurre, emite energía en forma de ondas de radio con una longitud de onda de 21 centímetros y una frecuencia de 1.450 MHz. Esta línea es fundamental en astronomía, porque permite descubrir dónde hay hidrógeno.
¿Por qué son tan importantes las ondas de radio que emite el hidrógeno?
El hidrógeno es el elemento químico más abundante del Universo y el elemento con el que se forman otros elementos (por ejemplo en el Sol átomos de hidrógeno se transforman en helio, que luego da lugar a oxígeno, silicio, azufre...). Por eso es muy importante descubrir las nubes de hidrógeno dentro de las galaxias. Pero no es fácil, porque el hidrógeno se hace visible solo cuando le afecta una radiación energética. Por eso, los telescopios convencionales no captan el hidrógeno neutro y frío de las profundidades del espacio. Solo es posible detectarlo porque emite ondas de radio.
¿Cómo es el radiotelescopio de la UPNA?
Consta de una antena parabólica de 4,5 metros de diámetro, pesa 150 kilos, tiene un recubrimiento de malla metálica para 10Ghz de trabajo. Cuenta con preamplificador 23cm 29dB - 0.19dB S/N, un sistema rotor Alta-zimutal, receptor SDR, control remoto por Internet y armario eléctrico con control de temperatura, entre otras características.

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