Por qué perder Arecibo es un gran problema para la astronomía

Edgard Rivera-Valentín visitó por primera vez el Observatorio de Arecibo cuando era un niño.

“Definitivamente recuerdo esta sensación de asombro”, dice Rivera-Valentín. “Mirando este gigantesco telescopio … escuchando todo este buen trabajo que se estaba haciendo … definitivamente deja una impresión”. La ciencia importante estaba sucediendo justo en el patio trasero de Arecibo, Puerto Rico, la ciudad natal de Rivera-Valentín, y algún día, Rivera-Valentín quería ser parte de ella.

De adulto, Rivera-Valentín regresó al observatorio para trabajar como científico planetario, usando Arecibo para mapear las formas y movimientos de asteroides cercanos a la Tierra potencialmente peligrosos. Ahora en el Instituto Lunar y Planetario de Houston, Rivera-Valentín continúa utilizando los datos de Arecibo para estudiar las superficies planetarias. Así que la noticia reciente de que el Observatorio de Arecibo cerraría fue “desgarradora”.

En agosto y noviembre, dos cables que sostenían una plataforma de 900 toneladas de instrumentos científicos sobre el plato de Arecibo se rompieron inesperadamente. Luego de evaluar el daño, la National Science Foundation, que financia Arecibo, anunció que el telescopio no podría repararse con seguridad y sería derribado (SN: 19/11/20). Pero antes de que el telescopio pudiera ser desmantelado, toda la plataforma del instrumento se estrelló contra el plato el 1 de diciembre.

Después de sufrir daños en los últimos meses, el radiotelescopio del Observatorio de Arecibo en Puerto Rico se derrumbó el 1 de diciembre. Los cables que suspendían una plataforma de instrumentos científicos sobre el plato se rompieron, provocando que la plataforma cayera dentro del plato.

Para Puerto Rico, perder Arecibo es como Nueva York perder el Empire State Building, o San Francisco perder el puente Golden Gate, dice Rivera-Valentín, pero con la tragedia añadida de que Arecibo no era solo un ícono cultural e histórico, sino una investigación prolífica. instalaciones.

“La pérdida de Arecibo es una gran pérdida para la comunidad”, dice Tony Beasley, director del Observatorio Nacional de Radioastronomía en Charlottesville, Virginia. “El ciclo de vida de Arecibo fue realmente notable e hizo una ciencia asombrosa”.

Los mapas de radar del observatorio de la Luna y Marte, por ejemplo, ayudaron a la NASA a elegir lugares de aterrizaje para el Apolo (SN: 1/5/65) y Vikingo misionesSN: 17/7/76). Y las observaciones del asteroide Bennu ayudaron a la NASA a planificar su misión OSIRIS-REx para tomar una muestra desde la roca espacialSN: 21/10/20). Las vistas de Arecibo de la luna Titán de Saturno han revelado lagos de hidrocarburos en su superficie (SN: 1/10/03).

Más allá del sistema solar, Arecibo ha observado misteriosos destellos de ondas de radio desde el espacio profundo, llamados ráfagas de radio rápidas (SN: 2/7/20) y la distribución de las galaxias en el universo. Arecibo también ha sido utilizado durante décadas en la búsqueda de inteligencia extraterrestreSN: 7/11/92), y es transmitió el primer mensaje de radio a los extraterrestres al espacio en 1974 (SN: 23/11/74).

A raíz del colapso de Arecibo, la comunidad de radioastronomía “tendrá que observar lo que estaba sucediendo en Arecibo y descubrir cómo reemplazar lo mejor que podamos algunas de esas capacidades con otros instrumentos”, dice Beasley.

En sus 57 años de vida, el enorme radiotelescopio del Observatorio de Arecibo en Puerto Rico (en la imagen) hizo importantes descubrimientos en la ciencia planetaria y la astronomía.Universidad de Florida Central

Pero muchas de las capacidades de Arecibo no se pueden reemplazar fácilmente.

“Arecibo fue único en varios aspectos”, dice Donald Campbell, astrónomo de la Universidad de Cornell y ex director del observatorio. Para empezar, Arecibo fue enorme. Con 305 metros de ancho, cubriendo unos 20 acres, Arecibo era el plato de radio más grande del mundo. desde que fue construido en 1963 (SN: 23/11/63) hasta 2016, cuando China completó su telescopio esférico de apertura de quinientos metros, o FAST. Con un plato tan grande para recoger ondas de radio, Arecibo pudo ver objetos y fenómenos muy débiles.

Esa increíble sensibilidad hizo que Arecibo fuera particularmente bueno para detectar objetos difíciles de localizar, como estrellas de neutrones que giran rápidamente llamados púlsaresSN: 1/3/20). Cuando un púlsar gira, barre un haz de ondas de radio en el espacio como un faro, que a la Tierra le parece una radiobaliza que parpadea y se apaga.

“Arecibo fue el rey” de detectar la luz voluble de los púlsares, dice Beasley. “No habrá una solución simple para regenerar ese nivel de área de recolección”. El siguiente plato de radio más grande de los Estados Unidos es el Telescopio Green Bank de 100 metros de ancho en Virginia Occidental. Los telescopios más pequeños pueden requerir varias horas de observación de un objetivo para recolectar suficientes ondas de radio para el análisis, mientras que Arecibo tomó solo unos minutos.

Además de su enorme tamaño, Arecibo también podría transmitir ondas de radio. “La mayoría de los telescopios de radioastronomía no tienen transmisores”, dice Campbell. “Solo están recibiendo ondas de radio del espacio”. Los transmisores de radar permitieron a Arecibo hacer rebotar ondas de radio en los gases de la atmósfera (SN: 31/1/70), o las superficies de asteroides y planetas. Las señales reflejadas que regresaron contenían información sobre el objetivo, como el tamaño, la forma y el movimiento.

“Los transmisores de alta potencia permitieron lo que era el propósito principal original del telescopio: el estudio de la ionosfera de la Tierra”, dice Campbell. El ejército estadounidense, que financió la construcción de Arecibo, quería comprender mejor la atmósfera de la Tierra para ayudar a desarrollar defensas de misiles (SN: 2/10/68). Pero los transmisores de radar de Arecibo “también se utilizaron para estudiar los cuerpos del sistema solar: los planetas, las lunas, incluida nuestra propia luna”, dice Campbell. “Más recientemente, el énfasis se ha puesto en el estudio de asteroides cercanos a la Tierra” que podrían estar en curso de colisión con la Tierra.

Otras grandes antenas parabólicas, como FAST de China o el Telescopio Green Bank, no están equipadas con transmisores de radar. El Complejo de Comunicaciones del Espacio Profundo Goldstone de la NASA en el desierto de Mojave tiene una antena parabólica de 70 metros con capacidad de radar. Pero Goldstone “se usa tanto como una instalación militar como también como parte de la Red de Espacio Profundo que habla con las naves espaciales, por lo que no tiene mucho tiempo”, dice Rivera-Valentín. “Y no es tan sensible como Arecibo”, por lo que no puede ver tantos asteroides.

Incluso en el momento de su desaparición, el Observatorio de Arecibo todavía tenía “un futuro científico brillante”, dice Joan Schmelz, astrónomo de la Asociación de Investigación Espacial de Universidades en Mountain View, California, y ex subdirector del observatorio. “No se estaba durmiendo en los laureles”. Por ejemplo, Arecibo fue una instalación clave para la actual Proyecto NANOGrav, que utiliza observaciones de púlsares para buscar ondas en el espacio-tiempo provocadas por agujeros negros supermasivos (SN: 24/9/15).

Los días de observación de Arecibo pueden haber terminado, pero eso no significa que los datos del telescopio no harán más contribuciones a la ciencia, dice Schmelz. Algunos de los descubrimientos más emocionantes de la radioastronomía han surgido de la reanálisis de datos de telescopios antiguos (SN: 25/7/14). “La gente seguirá analizando los datos de Arecibo durante algún tiempo”, dice, “y es de esperar que veamos nuevos resultados científicos a medida que esos datos se analicen y publiquen”.

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