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El espejo de Gemini es el primero protegido por una lámina de plataGemini Press Release |
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Para los inversionistas que buscan el próximo negocio seguro, el recubrimiento de plata en el espejo de 8 metros del Telescopio Gemini Sur pudiera parecer un consejo secreto de sus socios para invertir en este valioso metal si se trata de obtener una buena ganacia. Sin embargo, sucede que el inmenso espejo requiere menos de dos onzas (50 gramos) de plata, ni siquiera suficiente para registrarlo en el mercado de metales preciosos. La verdadera recompensa de la inversión brillante de Gemini es la forma en que ésta provee sensibilidad sin precedentes desde la Tierra para estudiar objetos calientes desde el espacio.
La nueva cubierta –la primera de su tipo aplicada a un espejo astronómico de gran superficie- se encuentra en su etapa final para transformar a Gemini en el más poderoso telescopio infrarrojo de nuestro planeta. “No hay duda que con este recubrimiento, el telescopio Gemini Sur será capaz de explorar regiones de formación planetarias y estelares, agujeros negros en el centro de las galaxias y otros objetos que han eludido otros telescopios hasta ahora”, dijo Charlie Telesco de la Universidad de Florida quien se especializa en estudiar estas regiones en el infrarrojo medio”. Para cubrir el espejo de Gemini con plata se utiliza un proceso desarrollado a través de muchos años de pruebas y experimentación con el fin de producir un recubrimiento que cumpla los estrictos requerimientos de la investigación astronómica. El líder de Ingenieria Optica de Gemini, Máxime Boccas quien dirigió el desarrollo del recubrimiento señaló: “Creo que podría decirse que después de muchos años de trabajo duro para identificar y afinar el mejor recubrimiento, hemos encontrado nuestra lámina de plata!” La mayoría de los espejos astronómicos están cubiertos con aluminio utilizando un proceso de evaporación y requieren recubrimiento cada 12 a 18 meses. Debido a que los espejos gemelos de Gemini son óptimos para visualizar objetos en longitudes de onda tanto ópticas como infrarrojas, se hacía necesario un recubrimiento especial. Planificar e implementar el proceso de recubrimiento plateado para Gemini comenzó con el diseño de cámaras gemelas de 9 metros de ancho localizadas en los observatorios de Chile y Hawaii. Cada planta de recubrimiento (originalmente construida por el Observatorio Real de Greenwich en el Reino Unido) incorpora dispositivos llamados magnetrones para crear una cubierta en el espejo. El proceso de es necesario al aplicar una cubierta de varias capas en los espejos de Gemini para controlar cuidadosamente el grosor de los diferentes materiales depositados en la superficie del espejo. Un proceso similar es utilizado comúnmente en los vidrios arquitectónicos para reducir costos en el uso de aire acondicionado y producir una reflexión y color estéticos de los vidrios en los edificios, pero ésta es la primera vez que ha sido aplicado en un espejo grande de telescopio. La cubierta está compuesta de cuatro capas individuales para asegurar que la plata se adhiera al vidrio base del espejo y esté protegido de los elementos naturales y reacciones químicas. Tal como aquellos que han visto una vajilla de lata saben, el lustre en la plata reduce la reflexión de luz. La degradación de cubiertas desprotegidas en un espejo de telescopio tendría un profundo impacto en su funcionamiento. Pruebas realizadas en Gemini con docenas de pequeñas muestras de espejo durante los pasados años muestran que la cubierta de plata aplicada al espejo de Gemini debería permanecer altamente reflectiva y utilizable por al menos un año entre recubrimientos. Además del gran espejo primario, el espejo secundario de un metro del telescopio y un tercer espejo que dirige la luz hacia los instrumentos científicos fueron también recubiertos usando el proceso de plata protegida. La combinación de estas tres cubiertas de plata además de otras consideraciones de diseño son responsables del importante incremento de la sensibilidad de radiación termal infrarroja de Gemini.
Una medición clave en el funcionamiento del telescopio en el espectro infrarrojo es la emisividad (cuanto calor emite realmente comparado con el total que teóricamente podría emitir) en la parte del espectro termal o infrarrojo. Estas emisiones se traducen en ruido de fondo contra el cual las fuentes astronómicas deben ser medidas. Gemini tiene la emisividad termal más baja de cualquier telescopio astronómico en tierra, el cual alcanzaba menos de 4% antes de recibir su recubrimiento de plata. Con este Nuevo recubrimiento, la emisividad de Gemini Sur disminuirá en un 20%. En algunas longitudes de onda esto tiene el mismo efecto en la sensibilidad que al aumentar el dieametro del telescopio Gemini de 8 a más de 11 metros!. El resultado es un incremento importante en la cualidad y cantidad de datos infrarrojos de Gemini, el cual nos permite la detección de objetos de de otra manera se perderían en el ruido generado por el calor que irradia desde el telescopio. Es común entre otros telescopios de base en tierra que tengan valores de emisividad en exceso de 10%. El proceso de recubrimiento fue realizado exitosamente el 31 de mayo, y el espejo de Gemini Sur recien recubierto ha sido reinstalado y calibrado en el telescopio. En estos días, los ingenieros están probando los sistemas antes de que el telescopio vuelva a su fase operacional normal. El espejo de Gemini Norte en Mauna Kea experimentará el mismo proceso antes de finalizado el presente año. Por qué con Plata?La razón por la cual los astrónomos prefieren utilizar plata en la superficie del espejo del telescopio reside en su habilidad de reflejar algunos tipos de radiación infrarroja más efectivamente que el aluminio. De todas maneras, no solamente es la cantidad de luz infrarroja que es reflejada sino tambien la cantidad de radiación que en la actualidad se emite desde el espejo (su emisividad termica) lo que hace que la plata sea tan atractiva. Este es un tema importante cuando se observa en la región del espectro del infrarrojo medio (termal), que es esencialmente el estudio del calor del espacio. “La principal ventaja de la plata es que reduce la emisión termal total del telescopio. Esto aumenta la sensibilidad de los instrumentos del infrarrojo medio en el telescopio y nos permite ver objetos tibios como semilleros planetarios y estelares de una manera significativamente mejor”, señaló Scott Fisher, astrónomo de infrarrojo en Gemini. De todas maneras, esta ventaja llega con un precio. Al usar plata, el recubrimiento debe ser aplicado en varias capas, cada una con una densidad muy precisa y uniforme. Al hacer esto, los dispositivos llamados magnetrones son utilizados al aplicar el recubrimiento. Ellos trabajan rodeando una lámina de metal extremadamente pura (denominada blanco) con una nube de plasma de gas (argón o nitrógeno) que aniquilalos átomos fuera del blanco y los deposita uniformemente en el espejo (el cual rota lentamente bajo el magnetrón). Cada capa es extremadamente delgada; la capa de plata es de apenas 0.1 micrones de ancho o de aproximadamente 1/200 el ancho de un cabello humano. El total de plata que se depoista en el espejo es aproximadamente igual a 50 gramos. Estudiando el Calor originado en el EspacioAlgunos de los objetos más intrigantes del universo emiten radiación en la parte infrarroja del espectro. A menudo descrita como “radiación de calor”; la luz infrarroja es más roja que la luz roja que nosotros vemos con nuestros ojos. Las fuentes que emiten en estas longitudes de ondas son buscadas por los astrónomos ya que la mayor parte de su radiacieon infrarroja puede atravesar nubes de polvo de gas oscuras y revelar secretos que de otra manera se perderían de vista. El regimen de las longitudes de onda del infrarrojo se divide en tres regiones principales, infrarrojo cercanas, medianas y lejanas. El infrarrojo cercano es simplemente más allá de lo que el ojo humano puede ver (más rojo que el rojo), el infrarrojo mediano (a menudo llamado infrarrojo termal) representa longitudes de ondas más largas de luz que usualmente son asociadas con fuentes de calor en el espacio y las del infrarrojo lejano representan regions más frías. El recubrimiento de plata de Gemini, permitirá realizar importantes mejoras en la parte del espectro del infrarrojo termal. Los estudios en este rango de longitud de onda incluyen regiones de formación planetaria y estelar, con intensa investigación que busca entender cómo se formó nuestro Sistema Solar alrededor de cinco billones de años atrás.
Información complementaria sobre el Observatorio Gemini El Observatorio Internacional Gemini es una colaboración multinacional que ha construido dos telescopios de 8 metros idénticos en Mauna Kea, Hawai`i (Gemini Norte) y Cerro Pachón en Chile (Gemini Sur) que están abiertos para la comunidad mundial de astrónomos. Ambos telescopios incorporan nuevas tecnologías que permiten que espejos grandes y relativamente delgados recojan y enfoquen tanto la radiación óptica como la infrarroja proveniente del espacio.El Observatorio Gemini es dirigido por la Asociación de Universidades para la Investigación en Astronomía (AURA) bajo un acuerdo de cooperación con la Fundación Nacional de la Ciencia de Estados Unidos (NSF). La NSF también participa como agencia ejecutiva para la asociación internacional. Las otras agencias de investigación de la asociación de Gemini incluyen: el Consejo de Investigación en Astronomía y Física del Reino Unido (PPARC), el Consejo de Investigación Nacional de Canada (NRC), la Comisión Nacional de Investigación Científica y Tecnológica de Chile (CONICYT), el Consejo de Investigación de Australia (ARC), el Consejo Nacional Argentino de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET) y el Conselho Nacional de Brasil de Pesquisas Científicas e Tecnológicas (CNPq). |
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English Press Release Available Here
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