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En el Observatorio Astronómico Nacional de la Sierra de San Pedro Mártir (OAN-SPM), a cargo del Instituto de Astronomía (IA) de la UNAM, se podrán detectar, a partir de inicios de 2025, objetos transneptunianos que pasen enfrente de las estrellas observadas.
Para ello se utilizará la técnica de observación conocida como ocultación estelar, gracias al proyecto internacional TAOS II (Censo Automatizado de Ocultaciones por Objetos Transneptunianos, por sus siglas en inglés), que incluye tres telescopios robóticos instalados en dicho lugar.
El trabajo proporcionará información clave sobre la formación y evolución dinámica de nuestro sistema solar y acerca del mecanismo que perturba a los del cinturón de Kuiper (ese anillo de rocas, hielo y planetas enanos situado más allá de Neptuno, cuyo elemento más famoso es Plutón) hacia órbitas cometarias.
La detección de la mayoría en esa región había sido imposible debido a su baja luminosidad, incluso para los telescopios más grandes. Ahora será una realidad con la participación de la sede Ensenada del IA; la Academia Sinica (Institute of Astronomy and Astrophysics) de Taiwán; el Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics; y el Canadian Astronomy Data Centre.
Hace aproximadamente cuatro mil 500 millones de años, a partir de una densa nube de gas y polvo interestelar, se formó nuestro sistema. Pero el proceso de creación de planetas, entre ellos la Tierra, no fue 100 por ciento eficiente y quedaron un “montón de migajas”, rocas que en parte fueron eyectadas al espacio interestelar, y otras que permanecieron “atrapadas” en la parte más externa, en el cinturón de Kuiper.
Esos objetos transneptunianos son una “reliquia”, relató el principal del proyecto en México, Mauricio Reyes Ruiz. “Si medimos sus características tendremos ‘piezas’ muy importantes para entender cómo se formó”. De ahí la trascendencia de estos estudios.
TAOS II está diseñado para determinar cómo es su distribución en términos de su tamaño y de sus órbitas; “eso es básicamente lo que vamos a hacer”, añadió el investigador del IA en entrevista.
El doctor en Física espacial y astronomía aclaró que esta es la continuación de un proyecto, TAOS I, también internacional, que inició a principios de la década del 2000 en el Observatorio Astronómico de Lulin, Taiwán, para probar una técnica de observación antigua, pero que ha recobrado importancia y potencia gracias a los avances tecnológicos: las ocultaciones estelares.
La UNAM recibió la invitación para participar en la segunda parte debido al interés de instalar los telescopios en el OAN-SPM, al ser uno de los mejores lugares del mundo para la observación astronómica por su infraestructura y capacidad de su personal académico. “En 2010 me incorporé y empezamos a trabajar”, recordó Reyes Ruiz.
Con TAOS II “observaremos una cantidad muy grande de estrellas, del orden de 10 mil de forma simultánea, para detectar si enfrente de alguna de ellas pasa una roca -que puede medir de uno a varios kilómetros- orbitando más allá de la órbita de Neptuno”. Este monitoreo se realizará durante, al menos, cinco años, indicó.
Información relevante
El doctor en Optoelectrónica, Joel Humberto Castro Chacón, también integrante del equipo e investigador asignado al IA, señaló que los tres telescopios robóticos, cuyo espejo principal mide 1.3 metros de diámetro, están sincronizados de modo que observan la misma zona del cielo para obtener la medición simultánea del brillo de esas 10 mil estrellas.
En este caso, puntualizó, lo fundamental del sistema son sus cámaras y detectores, que fueron diseñados exclusivamente para este proyecto bajo características y requerimientos específicos; por ejemplo, tienen zonas de detección que miden 15 por 15 centímetros, con 80 megapíxeles; para tener una referencia, el detector de la cámara de un teléfono móvil mide cinco milímetros.
Además, detalló el experto, pueden “leer” hasta 100 imágenes por segundo. “Nosotros vamos a trabajar a una velocidad de 20 imágenes por segundo, es decir, las 10 mil estrellas se van a estar observando con tres telescopios 20 veces por segundo”, porque la duración de los fenómenos de ocultación estelar es, para objetos del Cinturón de Kuiper, de aproximadamente 0.2 segundos.
Lo interesante de las ocultaciones, refirió Castro Chacón, es que no se ven las rocas enfrente de una estrella, sino que se detecta que su brillo disminuye. Se estima que, con suerte, podrían pasar 100 años para hallar una ocultación viendo una sola estrella sin parpadear; sin fortuna, podrían pasar 10 mil años.
Para mejorar las probabilidades, observaremos 10 mil soles al mismo tiempo, lo cual nos dará algunas decenas de eventos al año, suficiente para construir modelos de formación y evolución del sistema solar y cumplir con nuestra meta principal, expuso.
TAOS II es un sistema demasiado complejo, donde los tres telescopios deben operar solos y sincronizarse por sí mismos, al tiempo que se monitorea la temperatura y humedad del ambiente, así como la temperatura y presión interna de las cámaras, todo ello indispensable para que las imágenes tengan buena calidad. Los sistemas de movimiento y los domos también están determinados por un software maestro de control.
La cantidad de datos que se generará es tan grande (dos o tres terabytes por noche, equivalentes al mismo número de laptops) que se necesita un lugar especial para almacenarlos. Para ello, la sede Ensenada del IA tiene un centro masivo, el primero de su tipo en la región noroeste del país.
A la fecha cuenta con capacidad para operar los primeros dos años, y deberá crecer para captar la información obtenida en los cinco años de duración de los trabajos.
De igual forma, dijo Joel Castro, se colabora con la Universidad de Victoria, Canadá, para tener una copia de la que está en aquella institución, un resguardo, y mejorar su acceso por parte de las instancias participantes.
Al momento, el hardware y la parte electrónica y mecánica de TAOS II operan en fase de prueba. Se trabaja en la parte final del software de control, códigos y programas que permitirán el funcionamiento, primero remoto, y después robótico (autónomo) de los telescopios, a principios del siguiente año.
Estamos obteniendo una gran cantidad de información relevante y con ella, incluso, se podrán buscar planetas fuera de nuestro sistema solar o estudiar la variabilidad estelar, enfatizó el científico asignado a la UNAM.