Un avance innovador en imágenes astronómicas ha surgido de un esfuerzo de colaboración liderado por investigadores de UCLA, logrando detalles sin precedentes en la observación de la estrella beta Canis Minoris. Tradicionalmente, los astrónomos han confiado en conjuntos de múltiples telescopios para capturar las imágenes más bellas de los cuerpos celestes, pero este equipo demostró con éxito las capacidades de un solo telescopio utilizando un dispositivo innovador conocido como linterna fotónica.
Esta linterna fotónica avanzada divide la luz de las estrellas en innumerables canales finos que capturan patrones espaciales complejos. Utilizando técnicas informáticas avanzadas, los datos de estos canales se pueden reconstruir en una imagen de alta resolución, revelando detalles que los métodos anteriores pueden haber pasado por alto. Las implicaciones de esta técnica son profundas, ya que permite a los científicos examinar de cerca cuerpos celestes más débiles, más pequeños y más distantes, lo que potencialmente redefinirá nuestra exploración del universo.
La capacidad de los telescopios para detectar objetos débiles está determinada principalmente por su tamaño; Los telescopios más grandes pueden captar más luz y producir imágenes más nítidas. Sin embargo, vincular varios telescopios ha sido generalmente el enfoque estándar para lograr una alta precisión en las observaciones. El uso innovador de este equipo de un solo telescopio desafía este estándar, utilizando una linterna fotónica que captura y procesa la luz de manera efectiva.
El primer autor, Yoo Jung Kim, candidato a doctorado en UCLA, explicó: «En astronomía, los detalles más nítidos de las imágenes generalmente se obtienen conectando telescopios. Pero lo hicimos con un solo telescopio enviando su luz a una fibra óptica especialmente diseñada llamada linterna fotónica». Este dispositivo no sólo divide la luz de las estrellas en función de patrones de fluctuación, sino que también la organiza por color, de forma muy parecida a separar un acorde musical en sus notas individuales.
La linterna fotónica se desarrolló gracias a la colaboración entre instituciones como la Universidad de Sydney, la Universidad de Florida Central, el Observatorio de París y la Universidad de Hawaii. Está integrado en el instrumento Subaru Coronagraphic Extreme Adaptive Optics del Telescopio Subaru, lo que mejora significativamente sus capacidades de observación.
Sebastien Vievard, de la Universidad de Hawaii, enfatizó la importancia de esta colaboración internacional y dijo: «Muestra cómo la colaboración en todo el mundo y entre disciplinas puede cambiar literalmente la forma en que vemos el cosmos». Esta sinergia de experiencia es fundamental ya que la llegada de nuevos métodos de obtención de imágenes promete ampliar los límites de la astronomía tradicional.
Uno de los principales desafíos que enfrentaron los investigadores fue la turbulencia atmosférica que distorsiona la luz de las estrellas a medida que viaja a través de la atmósfera terrestre. Para abordar esto, el equipo del Telescopio Subaru utilizó óptica adaptativa, que se adapta continuamente para contrarrestar las distorsiones en tiempo real, asegurando la estabilidad de las ondas de luz captadas por el telescopio.
Kim enfatizó la necesidad de precisión en este entorno y explicó que la linterna fotónica era muy sensible a las fluctuaciones en el frente de onda. «Tuve que desarrollar una nueva técnica de procesamiento de datos para filtrar las turbulencias atmosféricas restantes», dijo Kim.
El equipo centró sus esfuerzos en observar beta Canis Minoris, una estrella a unos 162 años luz de distancia, caracterizada por un disco de hidrógeno que gira rápidamente. Utilizando sus técnicas innovadoras, los investigadores lograron aproximadamente cinco veces mayor precisión de lo que antes era posible al medir los cambios de posición de la luz de las estrellas basados en el color debido al efecto Doppler. Esta observación detallada no sólo confirmó la rotación del disco, sino que también reveló una asimetría inesperada, un descubrimiento que plantea nuevas preguntas para los astrofísicos.
El esfuerzo conjunto de investigación involucró a participantes de múltiples instituciones prestigiosas, incluido el Observatorio Astronómico Nacional de Japón, el Instituto de Tecnología de California, la Universidad de Arizona, el Centro de Astrobiología de Japón y otros. Con la promesa de esta nueva técnica de imágenes, los astrónomos ahora están listos para explorar el universo con una claridad sin precedentes, trabajando para encontrar soluciones a enigmas cósmicos de larga data y descubriendo nuevos misterios en el camino.
