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Instrumento Revolucionario del Observatorio Gemini lleva las Imágenes Astronómicas hacia Nuevos Límites

January 6, 2012

Foto 1. Primera luz de GEMS / GSAOI en Gemini Sur, muestra en gran detalle la parte central del cúmulo globular NGC 288. El norte está arriba, el Este es la derecha. Para más detalles técnicos sobre esta imagen y otras, puede verlos aquí.

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Foto 2. Propagación del sistema de estrellas guías láser de Gemini Sur, con la Vía Láctea de fondo.

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Foto 3. La "constelación" de estrellas guías láser de Gemini Sur (arriba a la izquierda) es capturada en esta imagen por el líder del Grupo de Sistemas Ópticos de Gemini, Maxime Boccas, y el científico de Óptica Adaptativa, Benoit Neichel. La imagen muestra el haz del láser de 50 watts brillando en su ascenso hasta la capa de sodio de la atmósfera, ubicada a unos 90 kilómetros sobre la superficie terrestre. Allí es capaz de crear un patrón de cinco estrellas guía artificial, utilizado para el muestreo de la turbulencia atmosférica del sistema de óptica adaptativa del Observatorio Gemini. El rayo amarillo-anaranjado visible es causado por la dispersión de la luz del láser en las capas más bajas de la atmósfera de la Tierra. La exposición de 30 segundos se obtuvo en la noche del 21 al 22 de enero de 2011, utilizando un telescopio Celestron f/5.6 500mm, con una cámara Canon Rebelde XT, con un ajuste ISO de 1600. Crédito: Observatorio Gemini / AURA

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Comunicado de Prensa del Observatorio Gemini

Para publicación inmediata: January 5, 2012

Contactos de Ciencia:

  • François Rigaut
    Científico Senior de Opticas Adaptivas de Gemini
    Observatorio Gemini, La Serena Chile
    Fono: +56-51-205 784
    frigaut"at"gemini.edu

  • Benoit Neichel
    Ingeniero de Opticas Adapativas de Gemini
    Observatorio Gemini, La Serena Chile
    Fono: +56-51-205 642
    bneichel"at"gemini.edu

Contacto para Prensa:

  • Peter Michaud
    Gerente de Informaciones y Divulgación
    Observatorio Gemini
    Fono: (808) 974-2510
    Cel: (808) 936-6643
    pmichaud"at"gemini.edu

  • Antonieta Garcia
    Encargada de Comunicaciones
    Observatorio Gemini
    Fono: +56-51-205 628
    agarcia"at"gemini.edu

Primera luz con el sistema de óptica adaptativa de nueva generación produce las mejores imágenes jamás antes captadas desde la Tierra usando la tecnología de estrella guía láser.

Para imágenes e información adicional, ver: www.gemini.edu/node/11718.

El 16 de diciembre del 2011, culminaba una década de arduo trabajo en el telescopio de Gemini Sur, en Chile, cuando el sistema de ópticas adaptativa (AO) de nueva generación produjo su primera imagen de campo amplio de altísima resolución. La primera imagen obtenida, mostró una porción de un denso cúmulo de estrellas llamado NGC 288. Esta imagen revela detalles cercanos al límite óptico teórico del espejo de 8 metros de Gemini sobre un región grande del cielo sin precedentes.

La nitidez de esta primera imagen demuestra claramente el potencial del sistema, el cual está listo para brindar a los astrónomos una nueva y poderosa herramienta para el estudio de fenónemos de amplio rango: desde agujeros negros en el centro de las galaxias hasta la historia de vida de las estrellas.

Denominado Sistema de Óptica Adaptiva Multi Conjugado de Gemimi (GeMS en breve), éste utiliza cinco estrellas guías artificiales formadas por un láser para brindar una resolución sin precentes sobre una de las áreas más grandes del cielo que jamás se hayan obtenido en una sola observación con AO - un área de cielo nocturno la cual es 10 veces más grande que la cubierta por cualquier otro sistema de AO en el mundo.

La reacciones de este logro han sido rápidas y muy positiva. Cuando el director del Instituto de Ciencia del Telescopio Espacial, Matt Mountain, vio la imagen de la primera luz, felicitó al equipo de GeMS: “¡Increíble! ¡Ustedes verdaderamente han revolucionado la astronomía desde la Tierra!”

Mountain fue director del Observatorio Gemini cuando el proyecto GeMS comenzó cerca de una década atrás. Él también conformó el equipo original, seleccionando a François Rigaut como el científico líder para desarrollar el instrumento GeMS.

Rigaut se encontraba en la sala de control del Observatorio en Los Andes chilenos cuando la nueva imagen infrarroja apareció por primera vez en el monitor.

“No podíamos creer lo que nuestros ojos veían!” recuerda Rigaut. “La imagen de la NGC 288 revelaba miles de estrellas como puntos. Su resolución es similar a la del Telescopio Hubble , pero observada desde la Tierra, esto es fenomenal.”

Rigaut explicó que con el nuevo aumento en la resolución angular la ciudad repleta de estrellas captada en la imagen de la primera luz no pareciera más densamente poblada que un campo típico de la Vía Láctea. “En cierta manera esto es un territorio desconocido: nadie ha logrado nunca antes imágenes tan grandes con tal resolución angular.”

El astrónomo de la Universidad de Toronto Roberto Abraham, uno de los cientos de astrónomos de la comunidad que a nivel mundial utilizan los telescopios de 8 metros de Gemini para investigaciones de última generación, fue menos reservado:

Esto es fan-locamente-tástico!!!!!!!” Abraham escribió (“fan-freaking-tastic” en inglés).

“MCAO es un cambio en el juego,” dijo Abraham. “ Va a llevar a Gemini al próximo nivel de descubrimientos espaciales y al mismo tiempo sentará las bases para la próxima generación de telescopios extremadamente grandes. Gemini va a estar entregando ciencia asombrosa mientras pavimenta el camino hacia el futuro.”

El primer turno de observación para la primera luz culminó con una década de arduo trabajo en la planificación y desarrollo de instrumentos. .”

“Fuimos muy afortunados de contar con un clima despejado y condicones atmosféricas estables esa noche,” dijo el científico de AO de Gemini, Benoit Neichel. Aunque hubo interrupciones de la propagación del láser debido al paso de satélites y aviones, logramos obtener nuestra primera imagen con el sistema. Fue sorprendentemente nítida y grande, con una calidad de imagen uniformemente exquisita.”

El nuevo sistema de Gemini supera dos limitaciones que han afectado a las generaciones previas de sistemas AO: (1) un limitado número de estrellas lo suficientemente brillantes para guiar con ellas : (2) un pequeño campo visual (el tamaño del pedazo de cielo observado en una sola observación).

Aunque no es una nueva solución, los láser han demonstrado ser una solución efectiva al primer problema. Cuando no hay una estrella guía “natural” disponible, se crea una artificial usando un láser muy poderoso que emite el bien conocido color naranjo que se usa en algunas luminarias de las calles. Esta tecnología de estrella guía láser es actualmente utilizada por los observatorios alrededor del mundo, incluyendo a ambos telescopios de Gemini, en Chile y en Hawai‘i.

Gemini resolvió el problema del campo de visión con una técnica denominada Óptica Adaptativa Multi Conjugada (MCAO). Usando cinco estrellas guías láser (en vez de una sola como en otros sitemas), las técnicas de modelación tomográficas atmosféricas tomadas de aplicaciones en imágenes médicas, y utilizando varios espejos deformables, MCAO amplía el campo de visión de los sistemas de AO en 10 veces o más; también produce imágenes con una calidad de imagen exquisita y uniforme en todo el campo de visión. El Sistema de Óptica Adaptiva Multi Conjugadas de Gemini (GeMS) es el primero en su tipo que combina estrellas guía láser con MCAO, el cual abre más el cielo nocturno para estudios detallados.

El desarrollo de GeMS comenzó en Gemini a principio del 2000. El sistema se armó en los laboratorios de Instrumentación de Gemini durante los últimos 4 años. Para registrar las imágenes se utiliza una cámara infrarroja llamada Cámara de Imagen de Óptica Adaptativa de Gemini Sur (Gemini South Adaptive Optic Image o GSAOI en sus siglas en inglés) construida por la Escuela de Investigación en Astronomía y Astrofísica (RASS en sus siglas en inglés) de Universidad Nacional de Australia. El equipo de GeMS probó el sistema en el telescopio durante varios períodos de puesta a punto en el 2011, y ejecutó su prueba final a mediados de Diciembre del 2011.

El trabajo de GeMS continuará hasta la primera mitad del 2012. Sus pruebas se concentrarán en la estabilidad, optimización de ejecución e integración a las operaciones. GeMS será gradualmente abierto a la comunidad astronómica de Gemini durante el 2012.