La Radioastronomía

Extractado del Instituto Argentino de Radioastronomía

Casi todo el conocimiento del Universo, acerca de las estrellas y del espacio entre ellas, ha sido obtenido de información recogida por el astrónomo bajo la forma de radiación electromagnética. Sólo una pequeña parte, hasta el momento, de nuestro conocimiento ha sido derivada del análisis de cuerpos materiales tales como meteoritos que han impactado sobre la superficie de la Tierra, de los rayos cósmicos, o de muestras obtenidas por misiones espaciales.

Por miles de años, la humanidad sólo pudo tener acceso a los misterios del Universo a través de las observaciones llevadas a cabo en la denominada ventana óptica del espectro electromagnético.

Los comienzos

Hacia 1930 la ventana óptica se ensanchó un poco hacia el ultravioleta e infrarrojo cercano. Las investigaciones de los astrónomos se encontraban restringidas a ese rango de frecuencias ya sea porque la atmósfera terrestre bloquea la radiación fuera de esa ventana, o por la ausencia de instrumentos capaces de recoger la radiación que cae sobre la superficie de nuestro planeta en otras zonas del espectro electromagnético.

La situación cambió notablemente hacia 1931 cuando Karl Jansky detectó, por primera vez, usando una rudimentaria antena y equipos electrónicos, radiación originada en el Universo a una longitud de onda de 14,6 metros.

Conocida foto de Karl Jansky con su primer radiotelescopio.

Esa observación marcó el nacimiento de una nueva técnica de observación astronómica: la radioastronomía.

Como funciona

Esta última es una rama de la astronomía que explora el Universo detectando en forma generalmente pasiva, radiación electromagnética que es emitida por los cuerpos celestes en la denominada banda de radio del espectro electromagnético.

La atmósfera que rodea a nuestro planeta permite el paso de las ondas de radio hasta la superficie del mismo siempre y cuando ninguno de los constituyentes de la atmósfera absorba en forma importante la radiación que incide desde el espacio sobre la Tierra. La denominada ventana de radio se extiende desde frecuencias tan bajas como 15MHz (longitudes de onda del orden de 20 metros) hasta frecuencias tan altas como 900GHz (longitudes de onda del orden de 0,3mm).

Funcionamiento esquemático de un radiotelescopio con antena parabólica.

Las señales que se observan en la banda de radio son generalmente muy débiles, por lo que para poder detectarlas se deben utilizar grandes antenas, o grupos de antenas más pequeñas trabajando en paralelo. La mayoría de los radiotelescopios utilizan una antena parabólica para concentrar las ondas recibidas en una zona denominada foco de la antena. En dicha zona se encuentran localizados elementos electrónicos que amplifican las señales recibidas, que posteriormente son objeto de estudio por parte de los astrónomos.

Los tamaños típicos de las antenas varían entre unas pocas decenas de centímetros hasta centenares de metros. Actualmente el radiotelescopio de Arecibo (Puerto Rico) con su antena de 305m de diámetro constituye el más grande en funcionamiento. Cuando los objetivos científicos requieren del uso de gran resolución angular (la posibilidad de detectar objetos de tamaños angulares muy pequeños) el uso de una sola antena puede no ser suficiente. En ese caso las señales recibidas en varias antenas de menor tamaño pueden ser combinados electrónicamente simulando un instrumento de mucha mayor envergadura física. Este instrumento se denomina radio-interferómetro. En los mismos, las antenas pueden llegar a encontrarse separadas por distancias de miles de kilómetros.

El monstruoso radiotelescopio de Arecibo.

La radioastronomía ha ocasionado un importante incremento en el conocimiento astronómico, particularmente con el descubrimiento de muchas clases de nuevos objetos tales como los pulsars, cuásars, galaxias activas y el de la radiación de fondo de microondas.

El impacto de la Radioastronomia

El impacto de las investigaciones llevadas a cabo por la radioastronomía se ve reflejado en los cuatro Premios Nóbel que han sido galardonados a los Dres. M. Ryle (1974, Síntesis de Apertura), A. Hewish (1974, Descubrimiento de los pulsares), A. Penzias y R. Woodrow (1978, Descubrimiento de la radiación de fondo de microondas) y R. Hulse y J. H. Taylor (1993, Descubrimiento de los pulsares de milisegundo).

La radioastronomía es, en parte, responsable de la idea de que la materia oscura es por sus contribuciones un importante constituyente de nuestro Universo; las mediciones de radio de la rotación de las galaxias sugiere que hay muchas más masa en las galaxias que la que ha sido observada directamente. Los radiotelescopios también han sido utilizados para investigar objetos mucho más cercanos a la tierra, incluyendo observaciones del Sol y la construcción por radar de los primeros "mapas" de los planetas y asteroides del Sistema Solar.

Hoy en día existen 126 radio-observatorios distribuidos en 36 países.