Radioastronomía.
Introducción
La
radioastronomía es la ciencia que se ocupa del estudio de los fenómenos del
espacio exterior por medio de las ondas de comprendidas en el espectro
electromagnético, que incluye desde el límite superior del la ondas audibles
hasta los rayo gama.
El espectro electromagnético.
La radioastronomía
nos ha permitido conocer partes del universo a las que la astronomía no tiene
acceso, ya que los estudios por luz
visible tiene sus límites: condiciones atmosféricas adversas, solo de noche, la materia obscura como los agujeros negros,
la intensidad del sol, nubosidades
estelares y material interestelar que
opacan objetos, etc. La radioastronomía
no se ve afectada por estos obstáculos.
Por ejemplo, en un lugar de donde el telescopio óptico más potente solo puede fotografiar una nube
galáctica o estelar, un radiotelescopio puede detectar adentro o detrás de ella
concentraciones de diversos elementos o compuestos químicos que por su
cantidad, densidad, temperatura, ubicación, mezcla, etc., pueden dar una idea de lo que está sucediendo
allí.
La atmósfera terrestre permite el paso de las ondas de radio, principal
campo de experimentación en la radioastronomía. Otras frecuencias del espectro,
como las correspondientes a los rayos X y los rayos gamma, son estudiadas desde
satélites artificiales.
.
Inicios de la radioastronomía.
Los orígenes de
la radio.
La radioastronomía es una ciencia nueva.
Las primeras experiencias se dieron en los orígenes mismos de la radio, aunque
en esos años no se sabía el origen de esos ruidos que captaban los primitivos
radiorreceptores. Algunos estudiosos más preparados, como Nikola Tesla y Guglielmo
Marconi, los padres de la radio, dedujeron que algunas radio emisiones venían del espacio exterior, aunque la
atribuyeron a inteligencias extraterrestres –de hecho se corrió el rumor de que
Tesla era un extra terrestre-, estos inventores no pensaron inicialmente que se
debían, como se sabe ahora, a causas
naturales. Este mismo error se cometió mucho más tarde, cuando en la década de
los 60 se descubrieron los púlsares y se atribuyó esta fuente de radio a los que
llamaron LGM, Little Green Men.
Al finalizar la Primera Guerra Mundial, la
radio ya había logrado cierto desarrollo tecnológico. Se pensaba que las ondas
con longitudes menores a los 200
metros no tenían mayor alcance, y fueron ignoradas por
las nacientes empresas de comunicaciones, dejando este campo libre a los radioaficionados,
que no tardaron en demostrar que era posible realizar comunicaciones
intercontinentales en la parte del espectro comprendido entre los 100 y los 10 metros, equivalentes entre
los 3 y 30 Megahertz, segmento denominado “ondas cortas”, decamétricas o HF,
“High frequences”. De inmediato las empresas telefónicas se prepararon para
usar estas frecuencias y ahorrarse de esta manera el costo por arrendamiento de
cable submarino.
Como
sabe cualquier radio escucha o radio aficionado con un mínimo de experiencia en
las ondas cortas, existen
interferencias, ruidos, disturbios de propagación en este campo de
ondas. Las empresas telefónicas se dieron a la tarea de investigar las causas.
La primera señal bien definida.
La empresa AT&T en Nueva Jersey
solicito al joven ingeniero Karl Guthe
Jansky (1905-1950) de la
Bell Telephones laboratorios, estudiara las fuentes que
causaban estos ruidos. Con una antena altamente direccional, un tiovivo o carrousel montado en unas ruedas de automovil Ford, empezó con los 22
Mhz. (14.6 metros)
y fue identificando gracias a una meticulosa y sistemática labor, gradualmente
cada una de las fuentes, como las tormentas eléctricas.
Algo sorprendente fue la aparición
de un ruido en 20.7 que se registraba 4 minutos más temprano cada día, en 1932. Un
conocimiento básico en Astronomía es que la Tierra no da un movimiento de rotación en 24
horas exactas, si no que lo hace en 23 horas y 56 minutos. Por eso cada
estrella o constelación aparece cada noche 4 minutos más temprano que la noche
anterior. Así se descubrió la primera radio señal definida no terrestre. Pronto
se supo que esta señal no venía del Sol –que también es una fuente de radio
ondas, y algunas de ellas son en las ondas cortas- sino de la Constelaciòn del Sagitario, rumbo al centro de la Galaxia. Se difundió su
descubrimiento el 5 de mayo de 1933 en el New York Times.
Antenas
de Jansky y Reber.
Un radioaficionado en acción.
Todo esto quedó como una curiosidad sin
mayor trascendencia para los astrónomos profesionales. Algunos años mas tarde,
en Wheaton, Illinois, las noticias llegaron a Grote Reber, (1911-2002) otro ingeniero de radio, que además era un ávido radio aficionado, W9GZ y tenia en
ese entonces la impresionante cantidad de 60 países contactados, pensando que había
llegado al máximo limite en la radio… hasta que descubrió señales de otros mundos.
Cuando la televisión era incipiente, y
no se habían inventado había radares ni satélites de telecomunicaciones, Reber construyo
una antena parabólica de 10 metros de
diámetro. Experimento con frecuencias de
160, 900 y 3300 Mhz., algo inusitado en su época, en 1939. Dos años más tarde completo
la primera inspección del cielo en varios campos de longitudes de onda. Actualmente el National Radio Astronomy Observatory -NRAO- de Nuevo México usa el indicativo W9GFZ en eventos especiales, y el 12% de quienes trabajan en este instituto son radioaficionados.
Desarrollo de la radioastronomía.
Numerosos radioaficionados se pusieron
a experimentar en los años siguientes, aprovechando algunos avances tecnológicos
producidos en la Segunda Guerra
Mundial, como los equipos de radio y antenas de radares, y siguen a la escucha
y análisis de radio señales del espacio. No faltan quienes van mas lejos,
transmiten sus señales al espacio, como el Mensaje Drake y otros que ellos
mismos han creado.
A principios de la década de 1950,
cuando los primitivos equipos radio astronómicos registraban grandes fuentes de
energía y no se veía nada con un
telescopio óptico sino hasta años después cuando se confirmaba visualmente con
mejores lentes que ahí sí había algo, se
inició por parte de los hombre de ciencia un verdadero interés por la
radioastronomía.
El
mismo cuerpo celeste: fotografía óptica y fotografía por radio.
La palabra radioastronomía nos remite
inmediatamente a costosas instalaciones, grande antenas parabólicas y
supercomputadoras, pero necesariamente no tiene por que ser así siempre.
Los grandes centros de investigación
radio astronómicos tienen en verdad asombrosos equipos para su trabajo, como la
antena de 300 metros
en Arecibo, Puerto Rico, o las 27
antenas de 25 metros
de diámetro y 230 toneladas de peso cada una en el VLA, cerca de Magdalena,
Nuevo México, EUA.
Mi visita al centro VLA, Very Largue
Array, en Nuevo México, EUA.
Para darse una idea de la importancia científica de este fenómeno, la FCC, Comisión Federal de
Comunicaciones de EUA y otras administraciones han declarado frecuencias sin transmisiones a la parte
comprendida entre los 25.55 y los 25.67 Mhz., quedando libre este segmento para
el rastreo de señales radio astronómicas. Las frecuencias designadas para la
investigación en radioastronomía son, en Mhz.:
13.360-13.410
25.55-25.67
37.5-38.25
73-74.6
150.05-153
322-328.6
406.1-410
1330-1427
1610.6-1668.4
1718.8-1722.2
2655-2700
4800-5000
10 600-10 700
14 470-14500
15 350-15 400
Las antenas para la práctica de la radioastronomía varían de acuerdo a
la banda a trabajar, y por lo tanto hay de muchas clases, desde el popular
dipolo hasta humilde hilo simple o de tendedero hasta las que pueden verse en
las siguientes fotografías:
VLBI en Italia, el LNT de México, un
pequeño radiotelescopio del VLA, una antena de "casita" para 137 Megahertz (¿Te imaginabas una antena de esta forma?) y una antena casera construida por un
integrante del SARA, Society of
Amateur Radio Astronomers.
Gran parte del trabajo del radioastrónomo es el análisis de ruidos celestes en la computadora. .
Aquí estoy impartiendo una conferencia sobre Radioastronomía en el XII Encuentro Nacional Diexista de Radioescuchas y Diexistas en verano del 2006, Ascensión, Chih..
.........
Desde el espacio: la radioastronomía en ondas cortas.
Existe una modalidad de diexismo al alcance
de todos en las ondas cortas, que podemos practicar con nuestro receptor común
de ondas cortas y con una antena que podemos elaborar fácilmente con materiales
que ya disponemos de ellos en nuestra casa, o de desecho.
El planeta Júpiter posee un intenso campo magnético
que continuamente produce la emisión de ondas de radio, algunas de ellas por su
longitud de ondas se ubican dentro del campo de las ondas cortas. Sintonizando
nuestro receptor en una frecuencia vacía y que no tenga ruido alguno, o el
menor ruido posible, entre los 18 y los 22 MHz., -algunas fuentes dicen de los 8 a los 40 MHz.- esperando un momento,
tendremos posibilidades de escuchar un sonido parecido al que producen las olas
de mar al romper en una playa. Esta emisión viene desde Júpiter. A este planeta
podemos ubicarlo fácilmente, tanto de día como de noche, con la ayuda de un
programa astronómico de computación o una revista especializada, y en la noche es
fácil de reconocer por su gran brillo y posteriormente hecho esto, trazar su
recorrido en la bóveda celeste.
Una fuente de radioemisión natural no térmica del
Sistema Solar es el planeta Júpiter. En longitudes de onda cercanas a los 15 metros, Júpiter emite
fuertes estallidos de radiación que provienen de regiones relativamente
pequeñas, cerca de la superficie de la nube que gira con el planeta. La
intensidad de estos estallidos parece estar muy condicionada por la posición
del satélite Ío. Además, Júpiter está rodeado por extensos cinturones de
radiación que irradian en la banda de microondas a longitudes de onda menores
de 1 metro.
Aunque sólo se puede ver directamente la parte más
externa de Júpiter, los cálculos muestran que la temperatura y la presión
aumentan hacia el interior del planeta. La presión alcanza valores en los que
el hidrógeno se licua y después adopta un estado metálico altamente transmisor.
El análisis de las señales de radio enviadas por las sondas espaciales indican
que en el centro puede existir un núcleo de material rocoso o metálico parecido
al de la Tierra.
En la profundidad de estas capas se genera el campo magnético joviano. En la
superficie de Júpiter este campo es 14 veces más fuerte que el de la Tierra. Su polaridad es
opuesta a la de la Tierra,
de forma que una brújula terrestre que se trasladara a Júpiter apuntaría al
Sur. El campo magnético es el responsable de que enormes cinturones de
radiación de partículas cargadas retenidas rodeen el planeta a una distancia de
10 millones de kilómetros.
Júpiter.
El tiempo de escucha de esta señal puede durar entre
unos segundos y unos minutos, después de 15 o 20 minutos de haber sintonizado
nuestro receptor en una frecuencia vacía. Escucha el sonido -aquí en formato
WAV- producido por Júpiter: ondas de radio jovianas.
Numerosos radioescuchas y radioaficionados son también
aficionados a la astronomía, bien pueden aprovechar sus jornadas diexistas para
practicar esta modalidad del diexismo. Además de su receptor de ondas cortas,
sólo se necesitará elaborar una sencilla y pequeña antena con cartón rígido de
caja o madera tipo "triplay", papel aluminio y otros materiales
económicos o de desecho. Para tener más detalles sobre esta antena y observar
un modelo terminado, pulsar en:
Ver la guía
para elaborar una antena para escuchar a Júpiter.
De un mismo astro pueden originarse ondas de radio que
se manifiestan en los receptores a través de sonidos diferentes. Esto se debe a
que los fenómenos que los producen son variados, tal como sucede en Júpiter. En
ciertos casos deberemos de disponer de equipos un tanto sofisticados para poder
escuchar todas las radioemisiones provenientes de un mismo lugar.
Otros
sonidos típicos en la radioastronomía:
Puede existir la inquietud por parte
del lector, de saber si la
Radioastronomía también se dedica a la búsqueda y análisis de
comunicaciones por radio de hipotéticas civilizaciones extraterrestres, el
Proyecto SETI (Search for Extra Terrestrial Inteligence). Extraterrestre. De hecho no se descarta esta
eventualidad. Por ejemplo, no transmite
por convenio internacional entre 1420 y 1427 MHz, en donde es probable que encontremos una
señal deliberada, debido a que la frecuencia del Hidrógeno se encuentra en este
rango. Pero es difícil en todo caso fijar la orientación de una antena o grupo
de antenas y en una frecuencia especifica para estar atento a un punto del
universo en donde se originó una posible señal de este tipo, y destinar parte
del equipo y personal a estar analizando esta señal en particular: el universo
es muy extenso. No hay presupuesto suficiente
y nos podría suceder lo que le paso a Marconi y Tesla.
Existen más fenómenos naturales que también producen ondas de radio, aunque no todos en ondas cortas y no necesariamente pueden ser audibles con equipos caseros. Algunos son producidos por astros de este barrio de la Vía Láctea: El Sol, Ganimedes, Saturno, meteoritos, etc. Otros vienen de mas lejos, como las ondas electromagnéticas producidas por los Pulsares. También los hay terrestres, como los que se dan en la magnetósfera, y otros acuáticos, como las descargas eléctricas que hacen algunos peces, todos ellos produciendo ondas hertzianas. Es muy posible, si eres un diexista activo, que más de una vez hayas escuchado algunos de estos sonidos en tus receptores. Para saber más visita los siguientes sitios, algunos de ellos tienen páginas en español o traductor automático, y se encuentran ahí grabaciones de estos sonidos, espectogramas, análisis, proyectos, etc.
http://www.altair.org/ (Yo creo que SÍ existe en verdad el personaje llamado CIRO PERALOCA, pues ésta debe ser su página, si no me creen entren y vean, quedarán más convencidos que yo).
http://www.astrosurf.com/lombry/audiofiles.htm
http://www.astro.ufl.edu/radioobs.html
http://www-pw.physics.uiowa.edu/space-audio/