ASTRONOMÍA INFRARROJA - ¿ Por qué es importante?

La astronomía infrarroja es la detección y el estudio de la Radiación Infrarroja (energía térmica) emitida por todos los objetos del universo. Todo cuerpo que tiene una temperatura por encima del cero absoluto irradia ondas en la banda infrarroja. Por eso, la Astronomía infrarroja significa el estudio de casi todas las cosas del universo, en una gama de longitudes de onda de 1 a 300 micrones (un micrón o micrómetro es la millonésima parte de un metro). El ojo humano detecta solamente 1% de las ondas de luz de 0,69 micrones y 0,01% de las ondas de 0,75 micrones; no puede ver longitudes de onda mayores de 0,75 micrones, a menos que la fuente de luz sea extremadamente brillante.

[ Un Ejemplo de lo invisible transformado en “visible” en la banda infrarroja]

El universo nos envía una enorme cantidad de información en forma de radiación electromagnética (luz). Gran parte de ella se encuentra en forma de ondas infrarrojas, invisibles a nuestros ojos y a los telescopios ópticos. Tan sólo una ínfima cantidad de las ondas infrarrojas alcanzan la superficie de la Tierra; sin embargo, el estudio de las longitudes de onda infrarrojas ha permitido a los Astrónomos descubrir una extraordinaria cantidad de información. A partir de los años ochenta hemos podido colocar telescopios infrarrojos en órbita alrededor de la Tierra, circundando nuestro planeta más allá de la atmósfera, la cual nos oculta la mayor parte de la luz del Universo. Los nuevos descubrimientos de estas misiones son absolutamente asombrosos. El primero de estos satélites – el satélite astronómico infrarrojo (IRAS)– detectó cerca de 350.000 fuentes infrarrojas, con lo que el número de fuentes Astronómicas catalogadas aumentó en un 70%.

Mapa de fuentes puntuales de todo el cielo obtenido por IRAS
El plano de nuestra galaxia se extiende horizontalmente en el centro de la imagen.

La exploración del Universo oculto En el espacio hay muchos objetos que no pueden verse con los telescopios ópticos porque están ocultos por regiones densas de gas y polvo. Sin embargo, la radiación infrarroja, al tener longitudes de onda mucho más largas que la luz visible, puede atravesar esas regiones de polvo espacial sin ser dispersada. Esto significa que los objetos ocultos por el gas y el polvo —tales como el centro de nuestra galaxia y las regiones de formación estelar— pueden ser estudiados en la banda infrarroja y no en la banda visible. Las siguientes imágenes, correspondientes a la región central de nuestra galaxia —la Vía Láctea— y a la región de formación estelar de Cignus, muestran áreas que no se pueden ver como luz visible pero que aparecen muy brillantes como luz infrarroja. La hilera superior muestra estas regiones como luz roja visible. En esta longitud de onda vemos la luz de mil millones de estrellas, en especial las más grandes y brillantes. Se ven claramente bandas oscuras donde extensas nubes de polvo bloquean la vista de los objetos más distantes. La hilera intermedia muestra las mismas regiones en la banda infrarroja cercana (las longitudes de onda infrarrojas más próximas a la luz visible). Aquí, la luz que vemos también es generada por las estrellas, pero podemos apreciar otras más pequeñas y frías. Nótese que las bandas de polvo son ahora más transparentes y se pueden ver objetos que antes no eran invisibles. La vista del núcleo central de la Vía Láctea es impresionante, ya que es casi invisible a longitudes de onda más cortas. La última hilera muestra estas regiones en el infrarrojo lejano (las longitudes de onda infrarrojas más alejadas de la luz visible). A estas longitudes de onda, las estrellas emiten poca luz. Casi todo lo que vemos es generado por las mismas nubes de polvo. El polvo, que es más frío que la noche ártica más fría en la Tierra, está lo bastante caliente como para emitir la radiación infrarroja térmica que aparece aquí. El centro galáctico (izquierda) y la región de Cignus (derecha) Detección de objetos fríos Muchos de los objetos del Universo son demasiado fríos y débiles para ser detectados como luz visible, pero se pueden detectar en el infrarrojo. Entre ellos podemos mencionar estrellas frías, galaxias infrarrojas, nubes de partículas alrededor de estrellas, nebulosas, moléculas interestelares, enanas marrones y planetas. Por ejemplo, la luz visible de un planeta en órbita alrededor de una estrella es enmascarada por el enorme brillo de ésta. Sin embargo, en la banda infrarroja, los planetas tienen su brillo más intenso y el brillo relativo de la estrella se reduce, de modo que es posible detectar planetas. Uno de los descubrimientos más inquietantes de la astronomía infrarroja ha sido la detección de discos de materia y de posibles planetas alrededor de otras estrellas. Recientemente, un estudio infrarrojo del cúmulo de estrellas del Trapecio, en la nebulosa de Orión, reveló cerca de 100 objetos de baja masa que podrían ser enanas marrones. Cortesía de Philip Lucas (Universidad de Hertfordshire)y Patrick Roche (Universidad de Oxford), UKIRT Exploración del universo temprano En el infrarrojo, los Astrónomos pueden obtener información de cómo era el Universo hace mucho tiempo y estudiar el inicio de la evolución de las galaxias. Como resultado del Big Bang, la enorme explosión que marcó el principio de nuestro Universo, éste se ha ido expandiendo y la mayoría de las galaxias que lo componen se han ido alejando unas de otras. Los Astrónomos han descubierto que todas las galaxias distantes se están alejando de nosotros y que cuanto más lejanas están, más rápidamente se están moviendo. Esta recesión de galaxias tiene un efecto interesante en la luz que emiten. Cuando un objeto se aleja de nosotros, la luz que genera “vira hacia el rojo”, es decir, las longitudes de onda se hacen más largas. Este efecto, llamado efecto Doppler, es similar a lo que ocurre con las ondas acústicas emitidas por un objeto en movimiento. Si nos detenemos junto a una vía del ferrocarril y escuchamos el silbato del tren mientras pasa junto a nosotros, notaremos que el sonido pasa de tener una frecuencia más alta (cuando el tren se acerca) a una más baja (cuando se aleja). Como resultado del efecto Doppler, los objetos muy lejanos tienen un corrimiento de su luz ultravioleta y visible hacia el infrarrojo, de modo que la única manera de estudiar tal radiación es en la banda infrarroja. La Astronomía infrarroja nos permite conocer cómo y cuando se formó el Universo y cómo fue su comienzo. Más conocimiento de los objetos visibles Los objetos que se pueden estudiar con luz visible también pueden ser analizados en el infrarrojo. Por lo tanto, la Astronomía Infrarroja no sólo nos permite descubrir nuevos objetos y observar áreas del Universo jamás vistas, sino que también aumenta nuestro conocimiento de los objetos visibles. Para obtener un panorama completo de cualquier objeto del universo necesitamos estudiar toda la radiación que emite. La Astronomía Infrarroja nos ha permitido aumentar notablemente nuestro conocimiento del universo y de los orígenes de nuestro sistema solar —y continuará haciéndo Crédito: Spitzer El Quelonio Volador