AstroMadrid: De pequeños planetas a grandes instrumentos

noche3.jpgEl programa AstroMadrid, “Astrofísica y desarrollos tecnológicos en la Comunidad de Madrid”, comenzó en el año 2010 con la intención de coordinar y potenciar el desarrollo de instrumentación astronómica avanzada. Entre los hitos alcanzados se encuentran el diseño del instrumento MEGARA para el Gran Telescopio CANARIAS (GTC), la entrega del instrumento MIXS para la misión Bepi Colombo de la ESA y la aprobación de la misión PLATO, con una contribución muy relevante de investigadores de AstroMadrid.  

AstroMadrid ha tenido una trayectoria de cuatro años, habiendo finalizado el pasado 31 de mayo, durante los cuales se han cumplido satisfactoriamente los objetivos específicos planteados al inicio del programa.

La Ciencia que se ha hecho con el apoyo de AstroMadrid va desde el descubrimiento de pequeños planetas hasta la puesta en marcha de instrumentos para grandes telescopios, como MEGARA para el Gran Telescopio CANARIAS (GTC), incluyendo la participación en MIRI, instrumento para el próximo telescopio espacial JWST (James Webb Space Telescope) y el desarrollo del instrumento MIXS para la misión de la ESA a Mercurio, Bepi Colombo. En los últimos meses del programa se materializó una de las apuestas del mismo con la aprobación de la misión PLATO por parte de la ESA, destinada al estudio detallado de otros sistemas planetarios, y que será lanzada en 2024.

Ciencia y tecnología, de la mano

El grupo de Astrofísica Estelar y Exoplanetas del Centro de Astrobiología (CSIC-INTA) destaca los éxitos alcanzados en la búsqueda de exoplanetas y la caracterización de sus propiedades y evolución, haciendo especial hincapié en el trabajo desarrollado en torno a planetas de tamaños menores a Mercurio1, planetas inflados2 o planetas que orbitan muy cerca de estrellas gigantes3.

Además, según señala David Barrado, responsable del grupo, “La explotación de los datos del observatorio Herschel de la Agencia Espacial Europea (ESA), incluyendo la participación en DUNES y GASPS (dos programas clave denominados Key Projects Open time), ha permitido caracterizar los discos protoplanetarios y de debris durante las fases de la formación de los sistemas planetarios”. De entre estos trabajos ha destacado el descubrimiento de vapor de agua caliente en estos discos4.

El proyecto SHARDS con el GTC ha sido clave para el grupo de Astrofísica Extragaláctica de la Universidad Complutense de Madrid (UCM), liderado por Jesús Gallego. El equipo ha finalizado la toma de datos de este proyecto clave y Pablo Pérez, responsable de SHARDS, destaca que “ya hemos publicado los primeros resultados sobre las galaxias masivas que hemos estudiado en el universo muy lejano”.

Además, el impulso del instrumento MEGARA para el GTC ha hecho posible la creación de un nuevo laboratorio avanzado en la UCM (LICA), resultado de la colaboración entre UCM y Universidad Politécnica de Madrid.

El lado humano

Para el Grupo de Física de Altas Energías de la UCM, AstroMadrid ha permitido, en palabras de Juan Abel Barrio, “contratar a un ingeniero de telecomunicaciones que mostró una gran capacidad técnica, a pesar de estar recién salido de la UPM. Su actividad durante este año ha resultado determinante para que el grupo haya contribuido de forma decisiva a la actualización de la electrónica de lectura de las cámaras de los Telescopios MAGIC (situados en el IAC-ORM en La Palma)”.

Esta actualización consiste en un nuevo sistema de disparo de la lectura de las cámaras, lo que va a permitir observar de manera sistemática los púlsares de alta energía en un rango del espectro que no ha sido explorado hasta la fecha. Para Barrio, “es bastante probable que estas observaciones puedan conducir en un futuro próximo a publicaciones de alto impacto científico en revistas como Science o Nature”. Además –destaca- “la actividad realizada por este joven ingeniero dentro de la colaboración internacional que opera los Telescopios MAGIC le ha permitido adquirir una importante experiencia en el procesado de señales digitales de alta frecuencia, lo que sin duda le será muy útil en su trayectoria profesional futura, ya sea en el campo de la investigación o de la industria de alta tecnología”.

El Grupo de Astropartículas y Plasma Espacial (http://spas.uah.es) de la Universidad de Alcalá de Henares (UAH), junto con el grupo LINES/INTA y la empresa del sector aeroespacial ORBITAL, han podido complementar la financiación recibida por el Gobierno Central. “La financiación de AstroMadrid ha ayudado a la contratación de dos ingenieros que han dado soporte al desarrollo de la cámara infrarroja de la misión EUSO-BALLOON de la Agencia Espacial Francesa (CNES) –afirma Dolores Frías, responsable del equipo- para ensayar, mediante vuelos en globos estratosféricos, el detector microbolómetro, los filtros y la tecnología que será implementada en la cámara infrarroja de la misión JEM-EUSO de la Agencia Espacial Japonesa (JAXA)”. Paralelamente se ha llevado a cabo el diseño y ensamblaje del Battery Power System del EUSO-BALLOON.

El Grupo de Astrofísica y Cosmología de la Universidad Autónoma de Madrid (UAM) se dedica, fundamentalmente, al estudio observacional y el modelado computacional de objetos astrofísicos a muy diversas escalas. Para Gustavo Yepes, responsable del equipo, “la participación en ASTROMADRID ha permitido la contratación de personal postdoctoral que ha colaborado en un gran número de actividades: se ha desarrollado software para simulaciones numéricas de formación de galaxias, cúmulos y otras grandes estructuras del Universo; se han analizado dichas simulaciones mediante técnicas de identificación automática de objetos (“halo finders“); se han transformado los datos de las simulaciones en distribuciones espectrales de energía que incluyen los efectos del polvo, lo que ha permitido obtener imágenes y luminosidades de las galaxias simuladas como si fueran reales (“telescopios por software“), y finalmente, mediante las más modernas técnicas de espectroscopía de campo integral (IFU), se han desarrollado proyectos de observación de objetos extragalácticos”.

Para el grupo de Instrumentación Astronómica de la UCM, la financiación del proyecto AstroMadrid ha sido vital para el éxito del proyecto MEGARA, el futuro espectrógrafo de resolución intermedia para GTC (Gran Telescopio Canarias). Durante la fase competitiva de este proyecto la contribución de AstroMadrid a las actividades de gestión y de sistemas de control del instrumento fueron críticas para el mantenimiento del equipo y para el cumplimiento de los hitos. Según Armando Gil de Paz, responsable de este grupo, “Esto permitirá que MEGARA esté en GTC en el año 2016 produciendo ciencia y pone al equipo en una excelente situación para competir en futuros esfuerzos instrumentales para la nueva generación de telescopios tales como el E-ELT”. A mediados del pasado mes de mayo se procedió a la firma del acuerdo de construcción de MEGARA con GTC, una vez superadas con éxito las fases iniciales de diseño.

El Grupo de Astrofísica de Partículas del CIEMAT, cuya responsable es Mercedes Mollá, señala varios logros importantes: “Aunque hemos trabajado principalmente en la parte científica, AstroMadrid nos ha permitido conocer MEGARA desde sus primeras fases”-afirma Mollá-. Por otro lado, ha sido fundamental para el grupo iniciar el proyecto IFTS (Imaging Fourier Transform Spectrometer) con el estudio preliminar de un posible instrumento de estas características”. Finalmente, siendo la divulgación un objetivo importante de AstroMadrid, el programa ha apoyado la campaña de conferencias que el CIEMAT ha ofrecido en colegios e institutos de enseñanza media.

Para el coordinador del programa, J. Miguel Mas Hesse, investigador del Centro de Astrobiología (CSIC-INTA), AstroMadrid ha permitido dar un claro impulso a la Astrofísica y al desarrollo de instrumentación en nuestra Comunidad. Con este programa se ha logrado coordinar el trabajo de numerosos científicos y tecnólogos ubicados en distintos centros de investigación, lastrados por su dispersión geográfica.

Asimismo, ha sido decisivo el estrecho contacto con la industria aeroespacial ubicada en la Comunidad de Madrid, que colabora en todos los desarrollos tecnológicos. En este sentido son de destacar las dos reuniones nacionales dedicadas a Instrumentación Astronómica, que reunieron en un mismo foro a científicos y tecnólogos de centros de investigación públicos y empresas privadas, en las que se discutió la estrategia para lograr una mayor colaboración de cara a futuros proyectos.

Aunque el programa ha llegado ya a su fin, AstroMadrid continuará como marca de la Astrofísica que se realiza en la Comunidad de Madrid, proporcionando un marco común que nos permita ser más competitivos y eficientes.

Notas

[1] “A sub-Mercury-sized exoplanet”, Kepler-37, Barclay et al. 2013.
[2] “The first planet detected in the WTS: an inflated hot-Jupiter in a 3.35 day orbit around a late F-star WTS-1”, Capetta et al. 2012.
[3] “Kepler-91b: a planet at the end of its life”, Lillo-Box et al. 2014.
[4] “Detection of warm water vapour in Taurus protoplanetary discs by Herschel”, Riviere.Marichalar et al. 2011.

Más información

AstroMadrid

Contacto para prensa

J. Miguel Mas Hesse
Coordinador de AstroMadrid
mm@cab.inta-csic.es
(+34) 91 813 11 96

MEGARA, un instrumento para el GTC liderado desde Madrid

Investigadores del programa AstroMadrid, financiado por la Consejería de Educación, Juventud y Deporte de la Comunidad de Madrid, lideran el diseño y construcción del instrumento MEGARA, que se instalará en el Gran Telescopio CANARIAS (GTC), el telescopio de su tipo más grande del mundo

Observar el universo con telescopios cada vez más grandes es tan complejo como desarrollar potentes microscopios que nos permitan ver qué ocurre en el interior de nuestro cuerpo. Son dos escalas diferentes, pero igual de necesarias para profundizar en el conocimiento de todo lo que nos rodea.

En lo concerniente a los telescopios debemos tener en cuenta, por supuesto, el tamaño: cuanto mayor es la superficie colectora de luz, más lejos llegamos en el espacio y en el tiempo. Actualmente, España cuenta con el mayor telescopio del mundo de su tipo, el Gran Telescopio CANARIAS (GTC), que trabaja en los rangos óptico e infrarrojo. Pero tan importante como el telescopio son los instrumentos que se le acoplan. Tras un año de trabajo en la fase de diseño conceptual, en septiembre de 2010 se hacía realidad uno de los objetivos principales del programa AstroMadrid: MEGARA fue seleccionado por GRANTECAN S.A. (la empresa que gestiona el telescopio) como uno de sus instrumentos de tercera generación. Esto fue posible tras superar una convocatoria internacional que preseleccionó un conjunto inicial de cuatro instrumentos. Desde entonces el proyecto MEGARA ha superado un gran número de fases hasta llegar a su actual diseño detallado y fase de construcción. Continue reading

DANCe: midiendo el baile de las estrellas

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Imagen 1- El cúmulo de las Pléyades. Créditos: Robert Gendler.

Todas las estrellas de la Vía Láctea están en movimiento. Todas orbitan lentamente alrededor del centro galáctico, pero también se mueven en direcciones aleatorias dependiendo de su origen y su historia. Nuestra galaxia incluye estructuras a gran escala como cúmulos, regiones de formación estelar y asociaciones de estrellas que combinan estrellas muy masivas con otras de menor masa, como las denominadas asociaciones OB. Son grandes conjuntos cuyas estrellas se espera compartan ciertas características por el hecho de estar juntas. Se cree que la mayor parte de las estrellas del universo se han formado en estos grupos, por lo que son áreas de estudio muy importantes.

Asumiendo que las estrellas de un cúmulo nacieron juntas a partir de la misma nube molecular, es lógico pensar que todas tienen el mismo movimiento global y se mueven, aproximadamente, a la misma velocidad y en la misma dirección. Por tanto, si pudiéramos medir el movimiento de todas las estrellas de la galaxia, sería posible identificar a los miembros de un cúmulo simplemente localizando, en una región, las estrellas que se mueven a la misma velocidad y en la misma dirección. Pero además de permitir la identificación de miembros del cúmulo, el movimiento guarda importantes claves sobre la historia y el nacimiento de los miembros de un grupo de estrellas y ofrece una oportunidad única para poner a prueba las predicciones de los diversos modelos de formación y evolución estelar.

Para medir el movimiento de las estrellas solo se necesitan, en principio, dos observaciones separadas por un periodo de tiempo determinado. Pero la mayor parte de las estrellas se mueven tan despacio que serían necesarias observaciones de cientos de años para poder detectar su movimiento. Para salvar este escollo, los astrónomos desarrollaron métodos muy sofisticados con el fin de medir con gran precisión la posición de las estrellas. Hasta hace poco, estas complejas medidas del movimiento se hacían en pequeñas áreas del cielo y con una precisión limitada, pero con la creciente cantidad de datos era necesario desarrollar herramientas para medir la astrometría desde tierra de un modo más automático y preciso.

Un equipo liderado por Hervé Bouy, miembro de AstroMadrid e investigador del Centro de Astrobiología (CSIC-INTA), y en el que participan también otros miembros del grupo como David Barrado o Enrique Solano, ha desarrollado DANCe (Dynamical Analysis of Nearby ClustErs), un programa de sondeo cuya intención es derivar un censo amplio y homogéneo del contenido estelar y subestelar de un número de asociaciones jóvenes cercanas.

El proyecto DANCe: la mayor precisión alcanzada hasta el momento

Aprovechando la gran ventaja que suponen las enormes bases de datos, que incluyen miles de imágenes obtenidas desde observatorios de todo el mundo a lo largo de más de una década, H. Bouy y su equipo han desarrollado este nuevo software capaz de computar el movimiento de las estrellas con una precisión sorprendente.

Sus herramientas alcanzan, de manera rutinaria, una precisión de 0,5 mas/año (milésimas de segundo de arco por año), lo que correspondería a poder detectar desplazamientos del tamaño de una moneda de un euro vista a unos 11.000 kilómetros de distancia (la misma que separa a Madrid de, por ejemplo, la ciudad de Tokio, en Japón). La robustez del software y la potencia de los superordenadores del Centro de Astrobiología (CSIC-INTA), en Madrid, y del Instituto de Astrofísica de París, en Francia, les permiten cubrir áreas con tamaños que nunca antes se habían podido alcanzar: ¡más de 400 veces el tamaño de la Luna llena!

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Imagen 2- Área que cubre el sondeo DANCe. Cada color corresponde a imágenes obtenidas con diferentes telescopios. En la esquina inferior derecha puede verse una representación de la Luna llena que ilustra el tamaño del sondeo. Las estrellas representan a las Siete Hermanas de las Pléyades (Alcyone, Asterope, Celæno, Electra, Maia, Merope y Taygete) tal y como se muestran en la Imagen 1. Créditos: H. Bouy et al. Revista Astronomy & Astrophysics, 2013, 554, 101

 

El proyecto DANCe pretende complementar a la misión GAIA en el campo subestelar y en regiones con una alta extinción. La futura misión Gaia proporcionará una altísima precisión y un censo completo que incluirá numerosas propiedades de un elevado número de estrellas en todo el cielo (más de mil millones), pero no tendrá la sensibilidad necesaria para estudiar los objetos menos masivos e inmersos en el interior de uno de estos grupos de estrellas.

Aprovechando los sondeos de amplio campo llevados a cabo en las últimas décadas y pensando también en los que se harán en el futuro, DANCe proporcionará medidas muy precisas de movimiento propio para millones de estrellas en varias asociaciones cercanas.

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Imagen 3- En esta imagen vemos representada, sobre los observatorios de Hawai, la cobertura en el cielo de los dos conjuntos de datos utilizados en el sondeo DANCe (la obtenida con el Canada-France-Hawaii Telescope en rojo, y la obtenida con el United Kingdom Infrared Telescope en gris). Créditos: Jean-Charles Cuillandre (CFHT).

 

Información adicional

Este trabajo ha sido publicado en el artículo “Dynamical Analysis of Nerby ClustErs”, en la revista Astronomy & Astrophysics, y los autores son Hervé Bouy (Departamento de Astrofísica, Centro de Astrobiología, CSIC-INTA); E. Bertin (Institut d’Astrophysique de Paris, CNRS); E. Moraux (UJF-Grenoble 1/CNRS-INSU, Institut de Planétologie et d’Astrophysique de Grenoble-IPAG); J.-C. Cuillandre (Canada-France-Hawaii Telescope Corporation); J. Bouvier (UJF-Grenoble 1/CNRS-INSU, Institut de Planétologie et d’Astrophysique de Grenoble-IPAG); D. Barrado (Centro de Astrobiología, CSIC-INTA, y Observatorio de Calar Alto, Centro Astronómico Hispano Alemán); E. Solano (Centro de Astrobiología, CSIC-INTA), y A. Bayo (European Southern Observatory, ESO).

Artículo científico: Dynamical Analysis of Nearby ClustErs. Automated astrometry from the ground: precision proper motions over wide field

Contacto para prensa:

– Hervé Bouy, Investigador del Departamento de Astrofísica del Centro de Astrobiología (CSIC-INTA) y miembro del programa AstroMadrid.
Correo electrónico: hbouy@cab.inta-csic.es
Pagina Web: http://www.laeff.cab.inta-csic.es/projects/dance/main/
Teléfono: + 34918131561

“En la vida tienes que estudiar lo que te apasione”

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Momento de la videoconferencia con Pedro Duque durante el curso “Astrofísica del siglo XXI: la ciencia del Universo”

EL ASTRONAUTA ESPAÑOL PEDRO DUQUE MANTUVO UNA VIDEOCONFERENCIA CON LOS ALUMNOS DEL CURSO “ASTROFÍSICA DEL SIGLO XXI: LA CIENCIA DEL UNIVERSO”, COPATROCINADO POR ASTROMADRID.

“La vida es muy larga y lo que no se puede hacer es condicionar la propia vocación a lo que está pasando este año, o el año pasado”

– Durante la última jornada del curso “Astrofísica del siglo XXI: La ciencia del Universo”, el astronauta de la Agencia Espacial Europea (ESA), Pedro Duque, ha conectado por videoconferencia con  los miembros del curso para hablarles de su experiencia en el espacio

Pedro Duque lidera las operaciones de vuelo de la Agencia Espacial Europea (ESA) desde el año 2011 y son muchas las ocasiones en las que participa en actividades de divulgación. Siempre encuentra, en su apretada agenda, sitio para atender compromisos que ayuden a dar a conocer las maravillas de la ciencia y la tecnología espaciales.

Durante la última jornada del curso de verano de la UCM “Astrofísica del siglo XXI: la ciencia del Universo”, copatrocinado por AstroMadrid y dirigido por Jesús Gallego (UCM), el astronauta español compartió durante algo más de una hora sus experiencia en el espacio con los alumnos del curso. Cómo se ve la atmósfera de la Tierra desde la Estación Espacial Internacional, qué trabajos llevaba a cabo durante la Misión Cervantes o qué se siente al ver amanecer y anochecer quince veces en 24 horas fueron algunas de las cosas que contó Pedro Duque.

Al finalizar, varios alumnos hicieron preguntas como qué hay que hacer para ser astronauta, si tuvo algún problema de salud al regresar, o qué recomendaba estudiar a los jóvenes presentes en la sala. Su respuesta a esta última pregunta fue contundente: “En la vida tienes que estudiar lo que te apasione. La vida es muy larga y lo que no se puede hacer es condicionar la propia vocación a lo que está pasando este año, o el año pasado. Luego habrá muchos años para lamentarse. Lo importante es ver dónde uno tiene pasión, dónde uno tiene ganas de profundizar, de saber más que nadie, y con ello disfrutar. Pienso que esa tiene que ser la lección”.

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Los ciclos de las estrellas y el inicio de la vida

Un investigador del programa AstroMadrid, perteneciente al Centro de Astrobiología (CAB/CSIC-INTA), lidera un trabajo en el que se investigan los ciclos de actividad en una estrella similar al Sol en su juventud. El trabajo podría arrojar luz para saber más sobre cómo pudieron influir los ciclos de actividad solar en el surgimiento de la vida en la Tierra. Los resultados de esta investigación se publican en la edición del 06 de mayo de la revista Astronomy & Astrophysics

Imágenes de la corona del Sol durante su último ciclo completo (1996-2006). Iota Hor completa un ciclo coronal en tan sólo 1.6 años, y su mínimo nivel de emisión coronal es superior al del máximo solar. Crédito: SOHO (ESA & NASA).

Imágenes de la corona del Sol durante su último ciclo completo (1996-2006). Iota Hor completa un ciclo coronal en tan sólo 1.6 años, y su mínimo nivel de emisión coronal es superior al del máximo solar. Crédito: SOHO (ESA & NASA).

Conocer el comportamiento de estrellas similares a nuestro Sol es fundamental para saber más sobre su historia pasada y futura. Pero también puede ayudarnos a comprender, por ejemplo, cómo pudo influir su actividad en el surgimiento de la vida.

Las estrellas como el Sol tienen ciclos de actividad que se manifiestan en sus capas exteriores: fotosfera, cromosfera y corona. El ciclo solar dura una media de 11 años y tiene una importante influencia en el clima terrestre, especialmente a través de los fenómenos que suceden en la corona. Se conocen muchas estrellas con ciclo en la cromosfera pero, hasta ahora, se han descubierto tan solo tres con ciclos de actividad coronal como los del Sol y, además de ser más viejas y menos activas, todas formaban parte de un sistema binario (una pareja de estrellas que giran una en torno a la otra). Continue reading