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miércoles, septiembre 10, 2008

Peinando el Universo

Primeras mediciones con la tecnica del "peine laser".

Es habitual en el mundo de la astronomia que se hable de la velocidad de expansion del Universo o del descubrimiento de nuevos exoplanetas gracias a que me ha medido el ligera oscilacion que estos provocan en sus respectivas estrellas...que en muchos casos son de algunos metros. ¿Como se consiguen estas mediciones tan asombrosamente pequeñas, si tenemos en cuenta de las enormes distancias de las que estamos hablando? La respuesta esta en la luz que captamos de dichos objetos y el estudio de su espectro electromagnetico.

Para llegar a una informacion tan concreta los astronomos comparan las longitudes de onda de las lineas del espectro con las longitudes de onda de fuentes creadas en el laboratorio, tales como lamparas de torio-argon. Al comparar ambas se puede determinar hasta que punto se han desplazado estas ondas (hacia una frecuencia mas pequeño o mas grande) como consecuencia del movimiento del objeto observado con respecto a nuestro planeta movimiento...pero este metodo tiene ciertas limitaciones, que hace que uno de los objetivos mas interesantes para toda la comunidad cientifica, como es la localizacion de planetas de tamaño terrestre en orbita alrededor de otras estrellas, aun se escape a nuestra capacidad.

En concreto las lineas de la fuente de laboratorio antes mencionadas no se reparten uniformemente por el espectro, difiriendo en intensidad. Como resultado de ello solo se pueden medir desviaciones con una exactitud que se mueve entre los 0,6 a los 10 metros por segundo...lo que es una precision extraodinaria pero que sigue por debajo de la que seria necesaria para detectar el efecto causado por planetas del tamaño de la Tierra.

Como ejemplo practico, si fueramos un observador extraterrestre con la suficiente capacidad tecnologica para ello, la presencia de nuestro planeta se reflejaria con un desplazamiento de las linias del espectro de la luz del Sol que rondarian velocidades de 0,1 Metro/Segundo.

Es posible alcanzar tal precision? La respuesta es Si, existe la tecnica para conseguirla...desarollada por Theodor Hänsch y John Hall, les valio el Premio Nobel de Fisica en 2005.

En que consiste? Basicamente se trata de manipular una serie de pulsaciones muy cortas emitidas por un laser especialmente diseñado para dicha tarea y que sirvan para generar un sistema de referencia lo suficientemente preciso para que permita mediciones de velocidad en astros lejanos mucho mas exacta...La luz rebota una y otra vez entre un par de espejos, uno de los cuales transmite una fraccion de ella como un rayo laser, con intervalos que es el tiempo que necesita la luz para hacer un viaje de ida y vuelta entre ellos, crando asi una serie de pulsos. Cuando estos pasan por un prisma, su espectro resulta un "peine de finas puas", las cuales se pueden utilizar como referencia por la cual medir los espectros de objetos astronomicos.

Un equipo dirigido por Thomas Udem, que trabaja con Hänsch en el Instituto Max Planck de Optica Cuantica de Garching, en Alemania, ha realizado las primeras mediciones utillizando uno de estos" peine de frecuencias" en un observatorio solar, consiguiendo resultados optimos que hacen pensar que estamos ante una valiosa herramienta en la busqueda de plantas exosolares de tamaño terrestre:"Es un resultado muy bueno que demuestra que los peines de frecuencia laer se pueden utilizar con efectividad con espectografos astronomicos" explica Ron Walsworth, del Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA).

De hecho, el CfA. ha instalado su propio generador de peines en el Observatorio Fred Whipple de Arizona, desde donde un equipo encabezado por el propio Walsworth iniciara la busqueda de planetas semejantes en tamaño a la Tierra que orbiten enanas rojas. El motivo es que este tipo de estrellas, mucho mas pequeñas que el Sol y con diferencia las mas abundantes, se verian mas afectadas por la atraccion de un compañero planetario que las de mayor tamaño, lo que haria mas facil detectarlos.

Se esperan tambien aplicar mejoras usar un mayor numero de "puas", hasta 100.000 en lugar de las 58 usadas hasta ahora) con la cuales se aspira a alcanzar precisiones de hasta 0,01 metros/segundo....un nivel tal que no solo permitiria desvelar la existencia de mundos del tamaño de la Tierra sino que nos daria una vision mas profunda y exacta de la expansion del Universo.


Utilizan un "peine" laser para desenmarañar la luz del Sol


'Laser Comb' To Measure the Accelerating Universe

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