(Organización Europea para la Investigación Astronómica en el Hemisferio Austral)

Transcripción

1 EL OBSERVATORIO EUROPEO AUSTRAL (Organización Europea para la Investigación Astronómica en el Hemisferio Austral)

2 ESO en Chile

3 Observatorio Europeo Austral Organismo Europeo de ciencia y tecnología, con sedes en: Presente en Chile desde 1963 (Tratado Internacional con el Estado Chileno) Garching, Alemania Santiago,Chile Formado por 12 países europeos

4 Misión de ESO en Chile Construir y operar observatorios astronómicos para investigar los cielos del hemisferio sur Desarrollar instrumental tecnológico de frontera Estimular una astrofísica competitiva en Europa Apoyar la astrofísica en Chile

5 Observatorio La Silla Primer observatorio de ESO (1964) a 2400 m, 160 km al Norte de La Serena 13 telescopios ópticos +1 radio telescopio Actualmente 4 telescopios ESO en operación (3,6m; 2,2m; NTT3,5m; Danés 1,5m) (+2 nacionales) NTT 3,5m (1989) 3,6m (1976)

6 Observatorio Paranal ( ) 2600 m, 120 km al Sur de Antofagasta VISTA 4 telescopios de 8.2 m (Rango: 0,3-25m) 4 telescopios auxiliares de 1.8 m 2 nuevos telescopios survey 78% noches fotométricas 50% Seeing 0,66 Humedad: 5-20% VST ANTU -El Sol- Telescopio Auxiliar KUEYEN -La Luna- MELIPAL -La Cruz del Sur- YEPUN -Venus- Mas de 15 instrumentos instalados y proyectados UTs

7 Observatorio Paranal

8 Observatorio Paranal Óptica Activa Permite optimizar la forma del espejo, corrigiendo las deformaciones debidas a cambios de T, tensiones mecánicas, etc

9 La atmósfera : un filtro natural, en continuo movimiento La atmósfera no deja pasar : - radiación de alta energía ( < UV), dañina para la vida - el IR lejano, por la absorción debida al vapor de agua

10 Qué es el seeing? Detección radiación e.m. interacción de la radiación con el instrumento de tamaño D Cómo se comporta la radiación en estos casos? ONDA Qué es lo que ocurre? La imagen de un punto es un disco de tamaño finito, llamado disco de Airy Tamaño del disco de Airy = 0,25 (m) / D(m) Disco de Airy D Se puede evitar este efecto? NO pues es una propiedad intrínseca de la radiación e.m. Todo fenómeno debido a la naturaleza ondulatoria de la radiación es tanto más importante cuanto más ~ D. Para la misma, se intentan construir sistemas ópticos cada vez más grandes.

11 Qué es el seeing? Cuando la atmósfera se mete por medio... Veremos la imagen de un punto como un disco de tamaño finito, llamado disco de seeing Tamaño del disco de seeing = 0,98 / r con r<< D, r (condiciones atmósfera) El seeing como parámetro para medir la calidad de la atmósfera Mejor calidad atmosférica disco de seeing más pequeño Fuera atmósfera En Tierra Excelente: < 0,5 - Bueno: < 1 - Malo: > 2

12 Óptica Adaptativa Observatorio Paranal Permite corregir los efectos originados por las turbulencias atmosféricas. Estrella laser desde UT4 a 90 km de altura (28/01/06) Detector estrella laser envía señal a espejo deformable 400 veces/s El telescopio trabaja en el límite de difracción! (VLT- 0,3m) = 0,009 (VLT- 25m) = 0,8

13 Al aumentar el diámetro D de la superficie colectora Para cortas Disminuye el tamaño del disco de Airy Disminuye Disminuye el tamaño del disco de Airy Disminuye Aumenta el poder de resolución Aumenta el poder de resolución Se define poder de resolución teórico de un telescopio el ángulo = ½ disco de Airy ~ / D Cuanto más pequeño, tanto mayor el poder de resolución Mayor PODER DE RESOLUCIÓN Permite separar objetos que, a simple vista, NO podríamos distinguir D En realidad, al observar en Tierra, hay otro factor que afecta al poder de resolución: las condiciones atmosféricas que son las que determinan de cuánto el disco de 1 > seeing 2 es mayor que el disco de Airy D1 D2 D3 1 > 2 = 3 < D ( 1) > ( 2) Si quisiéramos ver el cielo en el RADIO con la misma resolución que en el visible, necesitaríamos un telecopio de 500 m

14 Altas resoluciones a grandes : Interferometría Utilizando la naturaleza ondulatoria de la radiación, podemos resolver objetos cuya separación angular < = poder separador del telescopio Aunque la interferometría siempre haya tenido mayores aplicaciones a grandes, también se usa en el óptico para Las objetos señales (sistemas formarán binarios un patrón muy cerrados, etc...), que necesiten muy alta resolución. de interferencia Radiofuente Trabajando conjuntamente, alcanzan: Sensibilidad de un telescopio de 16 m Resolución de un telescopio de 200 m IDEALMENTE, CAPAZ DE VER UN ASTRONÁUTA EN LA LUNA! La separación entre las franjas dependerá de: La separación entre los instrumentos (conocida) La separación entre diferentes fuentes o diferentes puntos de una misma fuente (lo que pretendemos determinar) (VLTI- 0,5m) = 0,0006 Batería de radiotelescopios Se pueden alcanzar resoluciones mejores que las obtenidas en el óptico

15 Observatorio Paranal Interferometría Combina los haces de luz de los telescopios para obtener imágenes de mayor resolución. Para = 1m =0,001 Configuración que permite el número máximo de combinaciones posible Lineas de retardo (17 espejos) 30 estaciones AT

16 HIGHLIGHTS CIENTIFICOS SISTEMA TRIPLE DE ASTEROIDES Mini-sistema planetario: 87 Sylvia: con 380 x 260 x 230 km, pertenece al Cinturón de Asteroides (d=3.5 AU), conocido desde 1866 Romulus: D~18 km.orbita a ~1360 km de Sylvia en ~87 hr Remus: D ~7 km. Orbita a ~710 km de Sylvia en ~33 hr Descubiertos en 2005, es el primer sistema triple de asteroides jamás detectado

17 IMPACTO PROFUNDO Campaña Global de Observación Impacto: 4 de julio 2005 HIGHLIGHTS CIENTIFICOS Cometa Tempel 1: - Descubierto en Cometa de corto período (5,5años) Se ha estudiado en detalle el cometa, pudiéndose localizar unas zonas de actividad. El impacto produjo un aumento del brillo y una nueva zona de actividad que, sin embargo, se apagó a los pocos días, devolviendo el cometa a su estado normal.

18 Qué es un cometa? Nube de Oort Una bola de roca y hielo sucio, inerte cuando se encuentra lejos del Sol. A cada paso cerca del Sol, pierde cierta cantidad de su masa que se evapora, formando la cola que le confiere tanta belleza. La cola puede llegar a medir cientos de millones de km. La forma de la cola depende de: la rotación del núcleo, la variabilidad de la tasa de evaporación y del viento solar. Cinturón de Kuiper De dónde vienen los cometas? Los cometas pueden proceder de diferentes zonas del Sistema Solar: - de la nube de Oort, con períodos de cientos de miles de años; a menudo, se pierden del Sistema Solar. - del Cinturón de Kuiper, con períodos que van de unas pocas decenas de años (Halley) a unos miles de años (Hale-Boop). - de la zona de la órbita de Júpiter, con períodos, en general, no superiores a los 10 años. Por qué estudiamos los cometas? Los cometas son los residuos helados de nuestro orígenes. El agua en nuestro planeta podría ser de origen cometario.

19 EL VUELO DE ÍCARO Cometa en destrucción HIGHLIGHTS CIENTIFICOS Cometa Schwassmann-Wachmann 3 - Cometa de corto período (5.4 años) - Máxima aproximación: 10 millones km (mayo 2006), el cometa más cercano de los últimos 20 años Se rompió primero en 3 fragmentos y estos a su vez, se volvieron a fragmentar, produciendo 7 mini-cometas visibles

20 EXO-PLANETAS HIGHLIGHTS CIENTIFICOS Por Velocidad Radial Tres Neptunos alrededor de HD 69830: - Masas entre 10 y 18 masas terrestres - Períodos: 8.67, 31.6, 197 days - Semi-ejes mayores: 0.08, 0.19 and 0.63 AU Mediciones con HARPS: - Amplitude: ~ 4 m/s; Residuals: 64 cm/s! Spitzer: estrella tiene cinturón de asteroides C. Lovis et al., 2006 En la zona habitable!

21 Por Microlensing Planeta OGLE-2005-BLG-390Lb -Masa: unas 5 masas terrestres -T: alrededor de los -220 C -D órbita: 2,9 U.A. -Estrella madre: roja, 1/5 masa Sol HIGHLIGHTS CIENTIFICOS EXO-PLANETAS 1.54-m Danés La Silla Según la teoría de la relatividad general, Un campo gravitatorio puede desviar la luz. NO observamos directamente el planeta ni su estrella madre, sino que otro objeto más brillante cuya imagen es magnificada y distorsionada por los efectos gravitatorios del sistema planetario. La características de dicha imagen nos dan información sobre el sistema que hace de lente. El Microlensing es el sistema más eficaz para detectar planetas de tipo terrestre.

22 Por Tránsitos HIGHLIGHTS CIENTÍFICOS EXO-PLANETS 137 OGLE candidatos detectados por tránsitos 41 observados con el VLT en marzo half nights with FLAMES (espectrógrafo multiobjeto) on Kueyen Bouchy et al. 2004

23 Por Imagen directa HIGHLIGHTS CIENTÍFICOS EXO-PLANETS El VLT obtiene la primera imagen directa de un planeta Extrasolar (2005).

24 Por Imagen directa HIGHLIGHTS CIENTÍFICOS EXO-PLANETS Un exótico par de gemelos El VLT confirma el primer sistema doble de objetos de masas planetarias (planemos) que orbitan uno alrededor del otro, sin una estrella madre. 2 o 3 objeto detectado por imagen directa y confirmado espectroscópicamente Masas: 7 y 14 MJúpiter D órbita: unas 6 (D Sol-Plutón) D: unos 400 años-luz, en constelación Ofiuco Edad: sólo un millón de años! Una gran duda sobre la formación de planemos flotantes: Se pensaba que estos objetos fueran expulsados de sistemas planetarios en formación pero su débil vínculo gravitatorio da que pensar que no podrían haber sobrevivido a un nacimiento tan violento.

25 AGUJERO NEGRO EN EL CENTRO DE LA GALAXIA HIGHLIGHTS CIENTÍFICOS Qué hace esa estrella ahí? Se observan estallidos en el IR desde el centro de la Galaxia. La causa: gas caliente engullido por un agujero negro supermasivo en rápida rotación. Cómo ver un agujero negro? - Por los efectos gravitatorios que produce sobre otros cuerpos luminosos - Por emisión característica (radiación de frenado: rayos X) Escenario evolutivo: serán las galaxias de hoy antiguos cuásares moribundos?

26 Agujeros negros d= 6km V esc = c Radio de Schwartzschild R SW = 2 G M / c 2 d=12000 km V esc = km/h d=6000 km V esc = km/h d= 2 cm

27 FORMACIÓN DE GALAXIAS HIGHLIGHTS CIENTÍFICOS Gracias a la Optica adaptativa, se coinsigue imagen con resolución (0,15 ) sin precedentes de una galaxia espiral gigante como la Via Lactea formada a z=2.38 (3.000 millones de años despues del big bang) Movimientos del gas en una galaxia lejana Las galaxias podrían haberse formado muy rápidamente en el universo primitivo!

28 GRB más distante HIGHLIGHTS CIENTÍFICOS Detectado por satélite de rayos gamma Observado en visible e IR entre 24,7 y 26 horas después del estallido Redshift: 6,3 Distancia: millones de años-luz, correspondiente a un 7% de la edad actual del Universo Energía emitida: en pocos minutos 300 veces la emitida por el Sol a lo largo de toda su vida El misterio de los estallidos de rayos Gamma - Duración desde fracciones de s a unos pocos s - Clave: detección contrapartida óptica, IR, X, que puede durar varios días Estallidos de larga duración (más de 2s): explosiones de Supernovas e Hipernovas con colapso a Agujero Negro

29 Choques entre Estrellas de Neutrones HIGHLIGHTS CIENTÍFICOS Antecedentes: observación de estallidos de corta duración en galaxias elípticas sin formación estelar Posible escenario: colapso de un sistema binario evolucionado, formado por 2 Estrellas de Neutrones

30 ALMA ALMA es una asociación entre Europa, Norteamérica y Japón en cooperación con la República de Chile. En Chile ALMA está a cargo de AUI (NRAO) en representación de Norteamérica, la ESO en representación de Europa y Japón en representación de Asia.

31 ALMA En qué consiste en gran conjunto de radiotelescopios de Atacama? - Unas 66 antenas, 3 prototipos diferentes pero compatibles - Trabajará como un zoom, alcanzando en su máxima apertura unos 14 km de diámetro - Detectores para cubrir las 9 ventanas en el submilimétrico - Rápidos movimientos de las Antenas - Óptica adaptativa Los grandes desafíos de ALMA: - Trabajar con una resolución y precisión sin precedentes en una banda muy crítica del espectro e.m. - Construir y trabajar a 5000 msnm Llano de Chajnantor: lo más cerca de estar en órbita

32 APEX Colaboración entre: Instituto Radioastronomía Max Plank (Alemania), ESO y Observatorio Espacial de Onsala (Suecia) Prototipo modificado de las antenas de ALMA Ha dado excelente resultados, gran cantidad de publicaciones científicas. Descubrimiento de la primera molécula orgánica del Flúor CF+ jamás detectada en el espacio

33 Objetivos científicos de ALMA ALMA Universo lejano: Primeras estructuras que se formaron en el Universo (Redshifted Objects) Universo Frío: - Materia Interestelar - Protoestrellas, Planetas en Formación - Planetas, Enanas Café, etc

34 Multinacional / Multicultural

35 ELT Design Study 30M (8.4 from EU) Idea original:, de unos 100m de diámetro Reajuste: m Sitios candidatos: Atacama (Chile), La Palma (Islas Canarias, España), Marruecos, Sudáfrica, Antártica (?)

36 Tratado ESO Gobierno de Chile Objetivo: Desarrollo de la astronomía en Chile 10 % del tiempo de observación Fondo concursable (~ 1M /yr) para: - becas de posdoctorado - puestos para profesores de astronomía en universidades chilenas - desarrollo de infraestructura - organización de congresos - capacitación para profesores de ciencia - programas de difusión de la astronomía para el público - cooperación con las regiones que albergan los observatorios En 2005 el Fondo concursable representó un 8% de los financiamientos totales a la Astronomía chilena. 19 junio 2006: celebración de los 10 años del Comité Mixto

37 VISITENOS: LA SILLA (todos los sábados) PARANAL / VLT (últimos 2 fines de semana mes) MIM, Planetario USACH, UChile etc etc