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Europa hará un censo de estrellas con una precisión sin precedentes

Gaia es una misión de la Agencia Europea del Espacio con fecha de lanzamiento en 2012 cuyo objetivo es realizar el mapa más amplio de nuestra galaxia

Evolución de la astrometría: Hiparco, en el 129 a.C., realizó mediciones con 1º de precisión (el ángulo equivalente a la altura de una persona a 100 metros de distancia). Tycho Brahe fijó las posiciones estelares con incertidumbres del orden del minuto de arco (la altura de una persona a cinco kilómetros de distancia). El satélite  Gaia  llegará hasta unos 20 microsegundos de arco de precisión (el ángulo creado por una moneda de 1 euro sobre la luna vista desde la Tierra).
Evolución de la astrometría: Hiparco, en el 129 a.C., realizó mediciones con 1º de precisión (el ángulo equivalente a la altura de una persona a 100 metros de distancia). Tycho Brahe fijó las posiciones estelares con incertidumbres del orden del minuto de arco (la altura de una persona a cinco kilómetros de distancia). El satélite Gaia llegará hasta unos 20 microsegundos de arco de precisión (el ángulo creado por una moneda de 1 euro sobre la luna vista desde la Tierra). ESA

Mucho ha llovido desde que el griego Hiparco realizara el primer catálogo estelar, allá por el 129 a.C. Con la única ayuda de sus ojos, Hiparco registró de modo sistemático la posición y brillo relativo de unas 1.000 estrellas. En los siglos siguientes muchos filósofos y científicos, como la tan de moda Hypatia de Alejandría, demostrarían la necesidad de los mapas estelares para navegar y harían avanzar la ciencia de la astronomía de posición, hasta que en el siglo XVI Tycho Brahe logró revolucionar el campo con la precisión de sus observaciones -las que permitieron a Johannes Kepler postular que los planetas se mueven en órbitas elípticas alrededor del Sol-. Ahora, con el telescopio Gaia de la Agencia Europea del Espacio (ESA), se avecina una nueva revolución.

Al cabo de seis meses de operaciones, 'Gaia' habrá observado el cielo al completo y habrá recopilado datos sobre 1.000 millones de objetos

La posición y el movimiento de las estrellas nos aporta información muy valiosa sobre la historia de su formación -si fueron capturadas por otras galaxias, por ejemplo-, y sobre la distribución de la materia en nuestra galaxia. En 1989 el satélite de la ESA Hipparcos, en órbita terrestre, inauguró la era de la astrometría espacial. La astrometría es la ciencia que estudia la posición y movimientos de los objetos estelares. Hipparcos realizó durante varios años múltiples mediciones que permitieron, tras una ardua labor de procesado de datos, crear un nuevo catálogo astrométrico con 100.000 estrellas, 100 veces más preciso que los anteriores.

Pero los astrónomos piden más. Con la misión Gaia, que se lanzará en 2012, la astrometría dará otro paso de gigante. Gaia logrará una precisión del orden de 20 microsegundos de arco (equivalente al ángulo creado por una moneda de un euro sobre la Luna vista desde la Tierra). Se puede consultar (en inglés) la información sobre esta misión en esta página web de la ESA.

Medir 1.000 millones de estrellas

Para poder realizar su misión Gaia viajará a un punto virtual en el espacio -el segundo punto lagrangiano- situado a 1,5 millones de kilómetros y donde la gravedad de la Tierra y el Sol se combinan de tal forma que los satélites pueden quedar como colgados en el espacio. El ambiente ahí es mucho más estable del que se podría alcanzar en la superficie terrestre o incluso del que gozó Hipparcos. Una vez alcanzada su órbita operacional, Gaia comenzará a barrer el cielo concienzudamente, dando una vuelta sobre sí mismo cada seis horas y registrando la posición de los objetos que entren en el campo de visión de sus dos telescopios gemelos.

Al cabo de seis meses de operaciones, Gaia habrá observado el cielo al completo y habrá recopilado datos sobre 1.000 millones de objetos. Para poder alcanzar la precisión requerida se han de completar varias mediciones de los mismos objetos con ángulos y tiempos diferentes, por eso el satélite continuará su misión durante cinco años hasta observar cada estrella un promedio de 80 veces.

Gaia dispondrá además de un instrumento para medir el color de las estrellas y otro para determinar su espectro. El color ayuda a los astrónomos a conocer el tipo, tamaño y edad de las estrellas, mientras que el espectro habla de la velocidad a la que se alejan o acercan.

10.000 nuevos planetas extrasolares

El catálogo de datos que producirá Gaia tendrá un gran impacto en muchas áreas de la astronomía. Permitirá ahondar en la estructura y evolución de nuestra galaxia, y también se espera descubrir unos 10.000 nuevos planetas extrasolares; más de 100.000 nuevos asteroides y varios cientos de millones de sistemas múltiples.

La construcción del satélite, un reto tecnológico de primer orden, se lleva a cabo bajo supervisión de la ESA por empresas de toda Europa, con EADS Astrium como contratista principal. El satélite utiliza 10 espejos y 106 detectores. Su sofisticado procesador de a bordo le permitirá acumular los datos de las imágenes a medida que el satélite gira. Las estaciones de seguimiento recibirán los datos cada noche y los transmitirán al centro de control de operaciones situado en Alemania; de ahí los datos serán reenviados al Centro Europeo de Astronomía Espacial de la ESA (ESAC), en Villanueva de la Cañada (Madrid). En el ESAC se realizará una parte importante del procesado de datos y las operaciones científicas.

El análisis completo de los datos llevará varios años, involucrará a más de 500 científicos e ingenieros y tendrá lugar en varios centros distribuidos por toda Europa. España realiza una contribución importante al proyecto, a través de varios investigadores de la Universidad de Barcelona, donde se llevan a cabo tareas tales como la simulación de los datos que Gaia generará y donde también se llevará a cabo parte del procesado.

Esta maravilla de la ingeniería comenzará su vuelo en la primavera de 2012 desde la Guayana Francesa, a bordo de un cohete ruso Soyuz. Los primeros resultados del catálogo estarán disponibles algún tiempo más tarde. El procesado final puede alargarse hasta 2020. Los datos finales servirán entonces para que los jóvenes Hiparcos y Tychos del siglo XXI nos desvelen nuevos misterios del universo en que vivimos.

Pilar de Teodoro y José Hernández son ingenieros de la Agencia Europea del Espacio en el ESAC