Institut de RadioastronomieMillim - PDF document

Institut de RadioastronomieMillimétriquenton Myriad Roman iramisdrawnton nton nton BbC12 Institut de Radioastronomie Millimétrique300 rue de la PiscineSaint-Martin d’HèresF-38406 FranceTel: +33 [0]4 76 82 49 00Fax: +33 [0]4 76 51 59 38info@iram.fr www.iram.frObservatoire du Plateau de BureSaint-Etienne-en-DévoluyF-05250 FranceTel: +33 [0]4 92 52 53 60 Fax: +33 [0]4 92 52 53 61Instituto de Radioastronomía MilimétricaAvenida Divina Pastora 7, Local 20E-18012 Granada, EspañaTel: +34 958 80 54 54Fax: +34 958 22 23 63info@iram.es www.iram.esObservatorio Radioastronómico del Pico VeletaSierra NevadaGranada, EspañaTel: +34 958 48 20 02Fax: +34 958 48 11 49 LugarPico Veleta, Sierra Nevada, EspañaPlateau de Bure, Alpes, Francia2850 metros2550 metrosLongitud / latitud03:23:33.7 W / 37:03:58.3 NNúmero de antenasDiámetro de las antenas30 metros15 metrosPeso de una antena 800 toneladas125 toneladasMontura de las antenasAlto-azimutal, acero sobre pedestalAlto-azimutal, acero sobre pedestales móvilesPaneles de reector420 paneles de aluminio sobre una estructura de nido de abeja176 paneles de aluminio sobre una estructura de nido de abejaDiámetro del espejo secundario2 metros1,5 metrosPrecisión de la superciePrecisión de punteríaº(co)º(co)Frecuencias / longitudes de ondaDe 80 a 370 GHz / de 3 a 0,8 milímetrosDe 80 a 370 GHz / de 3 a 0,8 milímetros Telescopio de 30 metros Interferómetro de 6x15 metrosInformación técnica sobre los telescopios del IRAM Las galaxias cercanas y lejanasM 51: la galaxia del RemolinoJunto con Andrómeda (M 31), la galaxia del Remolino es una de las galaxias más cercanas a la Tierra: se encuentra a una distancia de sólo 27 Gracias al telescopio de 30 metros, astrofísicos del IRAM han hecho el primer mapa completo y con gran detalle de la emisión de gas molecular en M 51 (observando la emisión del monóxido de carbono). Este mapa ha proporcionado nueva información sobre la distribución del gas molecular, su densidad y su dinámica. Comparando estos datos con mapas obtenidos a otras longitudes de onda, ha sido posible realizar una descripción global de esta galaxia, desde su población estelar hasta el gas atómico y molecular a partir del cual se forman las estrellas. La galaxia SMM J16359ser observable desde la Tierra puesto que se encuentra detrás de un cúmulo de galaxias. Sin embargo, debido a un fenómeno astrofísico de los más espectaculares, conocido como “lente gravitacional”, esta galaxia es de hecho observable desde la Tierra. La masa del cúmulo (visible en la parte superior izquierda de la creando tres imágenes y amplicándola en más de un factor 40.El interferómetro del Plateau de Buredetectar la triple imagen amplicada de SMM J16359 observando la abundante molécula del monóxido de carbono. Analizando estas observaciones, los astrónomos han sido capaces de determinar la masa y la dinámica de esta lejana galaxia y de obtener el importante resultado de que se trata en realidad de dos galaxias que están chocando una contra otra. Imagen óptica Imagen milimétrica La estrella evolucionada TT CygniLas estrellas de poca y media masa (parecidas a nuestro sol) terminan su vida eyectando sus capas externas, antes de convertirse en enanas blancas. Obtenida con el interferómetro Plateau de Bure, esta imagen excepcional muestra la estrella TT Cygni en la fase nal de su vida. La imagen muestra, gracias a su emisión de monóxido de carbono, una gran envoltura circular eyectada hace unos 2000 años, que se aleja lentamente de la estrella central a una velocidad de unos 20 km/s. Además se observa una eyección más reciente, aun cercana a la estrella. La materia circunestelar eyectada se enfría rápidamente y permanece en forma de gas molecular y de polvo. Las estrellas evolucionadas, como TT Cygni, son verdaderas fábricas de producción de moléculas complejas y polvo, siendo los objetos de estudio favoritos de aquellos astrónomos que están a la caza de descubrir nuevas moléculas en el espacio. El disco circumbinario de GG TauriLa investigación detallada llevada a cabo en el IRAM sobre el conjunto estelar binario joven GGTauri ha desvelado resultados novedosos en el proceso de formación estelar.Aproximadamente la mitad de las estrellas forman parte de un sistema binario, en el cual dos estrellas orbitan una alrededor de la otra. GG Tauri es un sistema binario de estrellas muy jóvenes, cada una con una masa equivalente a una tercera parte la masa del Sol. El descubrimiento en ondas milimétricas de un anillo de polvo y gas alrededor de un sistema binario fue una sorpresa para los astrónomos del IRAM. GG Tauri posee el único anillo circumbinario conocido hasta el momento. El disco se compone de materia interestelar que no fue absorbida por las estrellas en su formación. Su forma, y por tanto el gran agujero central, son el resultado de las interacciones con las dos estrellas, que absorbieron toda la materia existente en el interior. Se piensa que la formación de planetas se produce en discos similares al que vemos alrededor de GGTauri. De este modo, con el estudio de discos circunestelares alrededor de estrellas jóvenes, los astrónomos investigan el origen de la formación de los planetas, y analizan los procesos químicos que conducen a sistemas solares similares al nuestro. El ciclo de vida de las estrellasEl ujo bipolar de la joven estrella La formación de una estrella es un proceso fascinante. Cuando una nube interestelar de gas y polvo colapsa progresivamente por su propia atracción gravitatoria, se crea en el centro una proto-estrella, cuya materia continúa comprimiéndose hasta formar, poco a poco, una estrella. En este proceso, la proto-estrella gira cada vez más rápido y eyecta una pequeña parte de la materia absorbida en forma de ujo bipolar, con velocidades de hasta 100 km/s. Este fenómeno se observó por primera vez con radiotelescopios milimétricos.Un ejemplo espectacular de ujo bipolar se observa en HH 211, una proto-estrella con una masa cuatro veces inferior a la del sol. Las observaciones obtenidas con el interferómetro Plateau de Bure permitieron, por primera vez, realizar un estudio completo y detallado sobre estos ujos. Inmersa en una nube espesa, HH 211 no es visible en el óptico, sino que su presencia se desvela por el brillo enrojecido del polvo, que es visible en el rango de las ondas milimétricas (representada con contornos rojos en el centro de la imagen). La proto-estrella eyecta el ujo bipolar de gas molecular, que choca con la materia interestelar.Gracias al aumento de resolución angular del interferómetro, recientemente los astrónomos del IRAM obtuvieron imágenes aun más detalladas de los chorros eyectados por HH 211. Éstas demuestran que los chorros no fueron eyectados linealmente, como se pensaba anteriormente, sino que la interacción con la materia que envuelve la proto-estrella produjo un ensanchamiento de los ujos que dejó la región central libre de gas molecular. 17 Durante los últimos 30 años los telescopios del IRAM han hecho posibles un gran número de descubrimientos espectaculares. Estos telescopios han obtenido imágenes sensacionales del nacimiento de las estrellas y de su muerte, han detectado los más lejanos agujeros negros que se conocen (formados Bang) y han permitido observar con gran detalle los discos que orbitan las estrellas jóvenes donde la química evoluciona signicativamente y se forman los planetas. La mayor parte de las detecciones de gas molecular a distancias cosmológicas también se han obtenido utilizando los telescopios del IRAM.Los cientícos del IRAM no sólo han realizado estudios pioneros sobre la formación de las estrellas y las galaxias, sino que también han descubierto un gran número de las moléculas interestelares que se conocen hoy en día, contribuyendo sustancialmente a nuestro conocimiento de la astroquímica, fundamental para el estudio de la exobiología.Mirando 13700 millones de años hacia el pasadoLa astroquímica (del griego astron, “astro”, y probablemente chymeia, “mezcla de líquidos”) es un activo campo de la astrofísica moderna que consiste en comprender como las moléculas se forman, como reaccionan entre ellas y con el resto de la materia, y como se destruyen. La astroquímica también aporta conocimientos básicos para comprender como se ha podido originar la vida en el Universo. Se piensa que los cometas, como el Hale-Bopp (en la gura), pueden inuenciar signicativamente la evolución de los planetas en el sistema solar.Los telescopios del IRAM han sido fundamentales para detectar un gran número de moléculas en este cometa.Teniendo en cuenta la diversidad y la complejidad de las moléculas que se encuentran en los cometas, es posible que las colisiones de cometas con la Tierra primitiva hayan podido aportar moléculas orgánicas a su supercie. miden continuamente con una precisión de una centésima de milímetro, gracias a un dispositivo electrónico especíco.Para garantizar una transferencia óptima de la señal, una red subterránea de cables y bras ópticas monomodo recorren el Plateau de BureEn el observatorio del Pico Veleta, al tratarse de una sola antena, la función de correlación se realiza en el llamado autocorrelador. Además del autocorrelador, el radiotelescopio de 30 metros dispone de espectrómetros por transformada de Fourier y por ltrado analógico.Los anchos de banda que sirven para transmitir la señal milimétrica son varios centenares de veces más grandes que las mejores conexiones a Internet disponibles actualmente. A la salida del correlador, los datos son tratados por software informático desarrollado por expertos del IRAM. Desde hace más de 25 años, el instituto es líder mundial en el diseño y desarrollo de software en el campo de la radioastronomía milimétrica.Los programas de control – como los que dirigen las antenas y sintonizan los receptores y el correlador – han sido realizados por ingenieros y astrónomos del instituto, así como otros programas de software necesarios para la gestión de proyectos de observación cientíca, para el tratamiento de datos y el almacenamiento de los resultados obtenidos. Estos paquetes de software se adaptan permanentemente a las necesidades de los proyectos de investigación. Destacamos también que bastantes observatorios del mundo hacen uso de los programas desarrollados en el IRAM para el tratamiento de datos, los cuales se distribuyen libremente.Gracias a la investigación y al desarrollo llevados a cabo en el IRAM en diferentes áreas, los dos observatorios del instituto hacen uso de una tecnología punta que es igualmente de gran valor en otras disciplinas, como para la creación de imágenes de uso médico, para la tecnología de comunicaciones de alta velocidad y para el estudio de la atmósfera. 15 El universo digital del IRAM Retraso geométricoDesfase introducido por cablesCorrelador 14 Situado en el edicio principal del observatorio del Plateau de Bure, el correlador juega un papel crucial en el procesamiento de las señales procedentes de las antenas, en particular para la interferometría.matemáticas por segundo, el correlador es capaz de reconocer una señal ínma oculta bajo el ruido de fondo generado por los efectos cuánticos y por el entorno. El ruido es, por naturaleza, aleatorio, contrariamente a la señal procedente de los cuerpos celestes, que normalmente no varía. Efectuando promedios durante horas el ruido termina por desaparecer y, por el contrario, la señal permanece. Paralelamente, el correlador compensa los retrasos de la señal entre las distintas antenas (ver gura) y que varían con la rotación terrestre. Todos los circuitos electrónicos necesarios para estas operaciones – entre los que se encuentran numerosos chips fabricados especialmente para este uso.Analizando y clasicando simultáneamente miles de frecuencias entrantes, el correlador permite a los astrónomos identicar la emisión procedente de moléculas. Además, proporciona información sobre la posición de las diferentes fuentes celestes en el Universo gracias al desfase temporal entre las señales procedentes de diferentes antenas. Por esa razón, la longitud de los cables entre las antenas y el edicio principal se receptores constantemente a –269°C. Las dos capas de superconductores están separadas por un aislante, compuesto de óxido de aluminio, que mide menos de un nanómetro (una milésima de micrómetro) de espesor.La señal astronómica genera el transporte de cargas eléctricas entre los dos contactos metálicos de la unión. Este proceso, denominado efecto túnel asistido por fotones, es, propiamente dicho, el verdadero proceso de recepción de la señal milimétrica: la captura y el registro de los fotones de la señal entrante.Para la fabricación y el desarrollo de uniones superconductoras, el IRAM tiene sus propios laboratorios de micro y nanotecnología, donde, en el interior de una sala limpia bajo condiciones de ultra alto vacío, se utilizan modernos procesos para la deposición de capas delgadas, al igual que técnicas de fotolitografía para dar forma a las uniones.El instituto puede, por tanto, fabricar sistemas de receptores para radioastronomía milimétrica que, presentando únicamente el inevitable ruido cuántico, garantizan una transmisión de señales prácticamente perfecta.Líder en el campo de la tecnología de muy alta frecuencia, el IRAM también desarrolla sistemas de receptores para el proyecto ALMA, que se lleva a cabo en el hemisferio sur. Las uniones superconductoras tan sólo miden un micrómetro cuadrado. Se fabrican en una sala limpia y se integran dentro de chips, los cuales se jan al bloque mezclador con un pegamento especial que se activa con luz ultravioleta. La señal que captan las antenas, procedente de objetos cósmicos, es extremadamente débil. Si hubiéramos podido almacenar durante un tiempo igual a la edad del Universo (o sea, unos 13700 millones de años) la energía que recogemos de una galaxia con un telescopio del IRAM, tendríamos energía suciente para encender una bombilla durante 10 segundos. Necesitamos, por tanto, amplicar la señal antes de analizarla: ésta es la misión del receptor. Sin embargo, en la actualidad amplicar señales de alta frecuencia (con longitud de onda muy corta) es difícil o imposible. Por esa razón, comenzamos por rebajar la frecuencia de la señal en el mezclador, que produce una señal de frecuencia intermedia que puede ser amplicada posteriormente.Concretamente, la señal enfocada por la antena se dirige hasta la bocina del receptor, que concentra la señal en un conducto estrecho (del orden de un milímetro) llamado guía de onda, por donde se introduce dentro del mezclador. El mezclador genera la diferencia entre la frecuencia de la señal astronómica y una frecuencia cercana generada por un oscilador local.En primer lugar, la señal cósmica y la producida por el oscilador local se combinan en el acoplador existente dentro del mezclador. La señal resultante se aplica a la unión superconductora, que detecta y extrae la frecuencia diferencia de las entrantes, denominada frecuencia intermedia. Esta frecuencia es mucho más baja y nalmente se puede amplicar.Además, el mezclador también contiene circuitos destinados a separar la señal de entrada de la frecuencia intermedia, y a optimizar el rendimiento de la unión superconductora.Los mezcladores utilizados en los telescopios del IRAM han sido enteramente diseñados y construidos por equipos de cientícos, ingenieros y técnicos del instituto.Con un tamaño inferior a un micrómetro (una milésima de milímetro), la unión superconductora (habitualmente conocida como unión SIS) se encuentra en el corazón del receptor. Añadiendo el mínimo de ruido de fondo posible, la unión asegura la transmisión de la señal astronómica al mezclador.La unión superconductora se compone de dos capas de Niobio, un metal que a una temperatura próxima al cero absoluto se convierte en un superconductor, sin resistencia y - por tanto - sin ruido de fondo. Por esa razón, criostatos especialmente fabricados y enfriados con Helio mantienen los La tecnología de altas frecuencias en radioastronomía Los bloques mezcladores, que convierten la señal cósmica a una menor frecuencia, son instrumentos de alta precisión, que se realizan en los talleres del IRAM utilizando fresadoras de 5 ejes. La señal que sale de cada antena es transferida al edicio principal del observatorio , donde un correlador digital las combina para cada pareja de antenas. Este procedimiento permite eliminar el ruido de fondo de la señal procedente del cuerpo celeste. En el telescopio de 30 metros el tratamiento de la señal se lleva a cabo con un auto-correlador. Con la ayuda de software especializado, los cientícos transforman las señales recibidas en datos , que permiten generar imágenes de los objetos celestes, como la de la galaxia espiral M 51 10 cm~1 mm~10 µm~500 nm~10nm1 nm Ondas radioMilimétricasInfrarrojoLuz visibleUltravioletaRayos X Los paneles que componen el reector de la antena (la parábola) procedente del espacio , y la concentran , que la redirige hacia el interior de la antena encuentran los receptores Debido a la lejanía de los objetos astronómicos, las señales que se reciben en la Tierra son muy débiles.Para amplicar la señal, los receptores deben transformarla a frecuencias más bajas. En el interior del mezclador , dentro del receptor, la señal se superpone a otra con una frecuencia cercana producida localmente Gracias a una unión superconductora , componente esencial del mezclador, obtenemos la frecuencia resultante de la diferencia de las dos frecuencias de entrada. Esta señal de frecuencia más baja puede ser amplicada posteriormente. Decodicando las señales del espacio 10 El otro observatorio del IRAM, también opera un instrumento puntero: el interferómetro del Plateau de BureA 2550 metros de altitud, construido sobre un altiplano situado en los Alpes franceses, el interferómetro se compone de 6 antenas de 15 metros de diámetro, cada una de ellas equipada con receptores de gran sensibilidad. Dos largos raíles, orientados en dirección norte-sur y este-oeste, permiten cambiar la posición de las antenas separándolas hasta una distancia máxima de 760 metros.Durante las observaciones, las 6 antenas observan simultáneamente, haciendo uso de una técnica que se denomina interferometría. Todas las antenas apuntan hacia un mismo cuerpo celeste a n de combinar las señales procedentes de las mismas. La resolución telescopio de diámetro igual a la distancia máxima entre las antenas. En el caso del interferómetro del IRAM, esto equivale a un telescopio de 760 metros de diámetro. La resolución espacial del interferómetro del IRAM es tan alta que nos permitiría distinguir de 5000 metros.Dada la complejidad del interferómetro, las observaciones las llevan a cabo operadores de telescopio especializados. La interferometría utiliza el movimiento de rotación de la Tierra, que hace girar lentamente las antenas con respecto a los cuerpos celestes, hasta componer poco a poco una imagen completa del objeto observado. Tras unas horas de observación, los astrónomos son capaces de realizar una imagen de gran resolución angular y, por tanto, de analizar la morfología detallada del objeto observado.Los dos observatorios del IRAM se complementan. La combinación de sus datos permite a los astrónomos realizar imágenes de objetos astronómicos extensos, que también desvelan su estructura más detallada. Los observatorios del IRAM también pueden observar en coordinación con otros radiotelescopios, formando así un interferómetro gigante con líneas de base intercontinentales (técnica conocida como “interferometría de larga base” o VLBI por sus siglas en inglés). Este procedimiento de observación está especialmente adaptado a la exploración de fenómenos cósmicos ultra-luminosos, como la materia que envuelve los agujeros negros (quásares), o las envolturas de gas y polvo eyectadas por las estrellas al nal de su vida. La resolución espacial que se alcanza es tal que podríamos detectar una pelota de golf situada sobre... ¡la Luna!. Esta técnica también se utiliza para medir el movimiento de las placas tectónicas y para vericar la posición exacta de los satélites. Para construir el interferómetro, se subieron Plateau de Bure miles de toneladas de materiales y maquinaria. En particular, el sistema de raíles por el que se desplazan las antenas se dispuso de modo que la posición horizontal y vertical de las mismas pudiese conocerse con precisión milimétrica en el momento de las observaciones. Desde su construcción, terminada en 1990, el interferómetro del Plateau de Bure ha evolucionado permanentemente. Compuesto de tres antenas en su comienzo, el número de antenas se dobló en diez años, y la distancia entre las antenas (o líneas de base) prácticamente se ha triplicado. Recientemente, la instalación de nuevos receptores ha mejorado sustancialmente el rendimiento del interferómetro. Gracias a estos desarrollos, el IRAM ha marcado una nueva era en la investigación en el campo de la radioastronomía. 9 El interferómetro del Plateau de BureSeis antenas explorando el Cosmos El observatorio del Pico Veleta (Sierra Nevada, España) con su telescopio de 30 metros es una de las dos grandes instalaciones cientícas del IRAM. Construido en sólo cuatro años (1980-1984) a una altura de 2850 metros, el telescopio del Pico Veleta es uno de los más grandes pero, sobre todo, el más sensible de los radiotelescopios milimétricos del mundo. Este telescopio es una antena de forma parabólica que permite explorar objetos extensos como las galaxias o las nubes interestelares. Por su gran supercie, el telescopio de 30 metros proporciona una gran sensibilidad y se adapta bien a las observaciones de fuentes débiles. La precisión de la parábola es de 55 micras, es decir, el espesor de un cabello humano.El telescopio de 30 metros está equipado con receptores de un solo píxel que operan a 3, 2, 1 y 0,8 milímetros y con dos cámaras que trabajan a 1 milímetro: HERA, que cuenta con 9 píxeles para realizar mapas del gas molecular de objetos extensos y MAMBO, una cámara con 117 píxeles, construida por el Max-Planck-Institut für Radioastronomie (Bonn, Alemania) y destinada a cartograar la emisión del polvo, provenga ésta de nubes moleculares cercanas o de las galaxias más lejanas.Apuntando el telescopio hacia un objeto celeste y moviéndolo tanto para seguir el movimiento de la fuente como para apuntar a un punto adyacente, es posible crear una imagen radio de la fuente.En realidad, el telescopio puede producir simultáneamente varias imágenes puesto que puede observar a varias frecuencias a la vez. De este modo, los cientícos pueden obtener mapas detallados del universo milimétrico, descubrir nuevos objetos, y explorar el espectro de los objetos astronómicos para detectar nuevas moléculas. Hoy en día, el telescopio de 30 metros es uno de los radiotelescopios más solicitados del mundo. Cada año, más de 250 astrofísicos vienen al Pico Veleta para realizar sus proyectos cientícos. De hecho, el número de solicitudes recibidas cada año es tan grande que sólo un tercio de ellas pueden ser programadas. El observatorio opera 24 horas al día todos los días del año. Por este motivo, además de una sala de control para el telescopio, el edicio principal contiene un salón, una empleados del instituto.La localización del telescopio en Sierra Nevada es especialmente interesante para los astrónomos porque permite acceder a una parte del cielo del sur y en particular observar el centro de nuestra galaxia. 7 El telescopio de 30 metros del Pico VeletaUna puerta abierta al Universo 6 La radioastronomía milimétrica es una rama de la astronomía bastante reciente. Sólo a partir de los años 60 fue posible construir receptores sucientemente sensibles para detectar las ondas milimétricas que se originan en fuentes astronómicas. Desde entonces, esta nueva técnica de observación se ha convertido en un pilar fundamental de la astrofísica moderna.Por ejemplo, la radioastronomía ha permitido detectar un gran número de moléculas interestelares. Además de moléculas que nos resultan tan familiares como el agua, gracias a la radioastronomía milimétrica se han podido detectar más de otras cien moléculas en el espacio, incluso algunas que eran desconocidas en la Tierra. Al contrario que la luz visible, las ondas milimétricas que emiten las moléculas no son absorbidas por los granos de polvo interestelares y por tanto han permitido que los astrónomos hagan interesantes descubrimientos. No solamente es posible estudiar objetos oscurecidos por el polvo sino también explorar la materia fría a partir de la cual se forman las estrellas, a sólo unos grados del cero absoluto.Las moléculas y los granos de polvo son elementos fundamentales en la evolución del material que se encuentra entre las estrellas: esta materia interestelar se transforma continuamente en un ciclo regulado por el nacimiento y la muerte de las estrellas. Las moléculas, que son más abundantes en las nubes interestelares densas, desempeñan un papel crucial en la evolución de estas nubes emitiendo radiación que las enfrían. Esto permite que las nubes se vayan contrayendo gradualmente hasta llegar a formar estrellas. La materia que no pasa a formar parte de la nueva estrella se deposita en sus cercanías en forma de disco circunestelar. En estos discos, el gas y los granos de polvo continúan evolucionando, dando lugar eventualmente a la formación de proto-planetas.La materia que las estrellas expulsan al nal de sus vidas también contribuye a enriquecer el medio interestelar con más moléculas y granos de polvo recientemente formados. Igualmente, cuando una nube interestelar estrella cercana, su supercie se transforma en un activo laboratorio, en el que se producen complejas moléculas.Todos estos procesos contribuyen al enriquecimiento del medio interestelar. A partir del hidrógeno (el átomo más abundante en el Universo, creado en el ) y otros átomos menos abundantes como el oxígeno, el carbono y el nitrógeno (que se sintetizan en el interior de las estrellas), los distintos procesos descritos anteriormente forman moléculas simples como el monóxido de carbono, el agua, el amoniaco o el metanol, y posteriormente moléculas como el etanol y otras moléculas orgánicas cada vez más complejas relacionadas con el origen de la materia interestelar es usando las técnicas de la radioastronomía milimétrica. Los telescopios del IRAM, equipados con tecnología punta, están perfectamente adaptados para explorar el ciclo de las moléculas y el polvo cósmico. La radioastronomía y el ciclo de la materia interestelar La molécula de monóxido de carbono (CO) es una de las más abundantes en el medio interestelar. Su emisión a longitudes de onda milimétricas permite a los astrofísicos estudiar el gas molecular en nubes cercanas así como en objetos que se encuentran en los connes del Universo.La molécula de amino-acetonitrilo (NH2CH2CN), que está relacionada químicamente con un aminoácido, ha sido detectada cerca del centro de la Vía Láctea utilizando los telescopios del IRAM. OC HNNCCHHH 5 Las moléculas interestelaresEn nebulosas como la famosa Cabeza de Caballo se han podido detectar muchas moléculas. Girando alrededor de sus ejes, las moléculas emiten radiación a longitudes de onda milimétricas. Cada molécula emite a unas frecuencias características. Los telescopios del IRAM operan a longitudes de onda de 3, 2, 1 y 0,8 milímetros, que son las cuatro “ventanas” en las cuales la atmósfera terrestre permite el paso de las ondas milimétricas que se originan en el espacio. Sin embargo, la transmisión a estas frecuencias depende de la cantidad de vapor de agua en la atmósfera, por ello los telescopios del IRAM se encuentran en montañas de gran altura donde la atmósfera es relativamente seca. Esta imagen milimétrica de la nebulosa de la Cabeza de Caballo (cuyo nombre proviene de la imagen óptica) muestra la distribución y la densidad del gas molecular en la nube oscura que de hecho...¡se parece más bien a un caballito de mar! 4 que la luz visible no puede atravesar y que por tanto son invisibles para los instrumentos ópticos. Gracias a los radiotelescopios milimétricos, los astrónomos observan las galaxias más lejanas, detectan el material en el entorno de los agujeros negros situados en los connes del Universo y trazan la radiación de fondo cósmica, retrocediendo en la historia del Universo hasta el Gracias a su gran sensibilidad, los telescopios del IRAM son capaces de detectar las ondas de radio que se originan tanto en nuestro sistema solar, como en otras regiones de nuestra galaxia (La Vía Láctea) e incluso en otras galaxias lejanas.Los cientícos e ingenieros del IRAM también desarrollan instrumentos y software especíco para analizar observaciones radioastronómicas, que se distribuyen al resto de la comunidad cientíca. Los laboratorios del instituto se ocupan de todos los aspectos de la tecnología de altas frecuencias, desde detectores superconductores de alta sensibilidad hasta sistemas de recepción complejos, pasando por equipos electrónicos digitales de alta velocidad y programas avanzados de análisis de datos. El IRAM proporciona componentes sosticados a otros centros de investigación en radioastronomía y coopera con organismos de investigación Igualmente, el IRAM colabora de modo destacado en el proyecto internacional ALMA, un gran radio-interferómetro que esta construyéndose en el desierto chileno.Gracias a sus dos observatorios y a su destreza técnica, el IRAM es actualmente el líder mundial de la radioastronomía milimétrica. 3 La galaxia de Andrómeda (M 31) vista en luz visible y en la emisión de monóxido de carbono, que traza el gas molecular denso y frío a partir del cual se forman las estrellas El Instituto de Radio Astronomía Milimétrica (IRAM) es un centro de investigación internacional que se dedica a explorar el Universo para comprender su origen y evolución. El IRAM fue fundado en 1979 por el CNRS Centre National de la Recherche ScientiqueFrancia) y la MPG (Max-Planck-GesellschaftAlemania). Posteriormente, el IGN (Instituto Geográco Nacional, España) entró a formar parte del IRAM en 1990. El IRAM es un ejemplo internacional.El instituto, cuya sede central se encuentra en Grenoble (Francia), cuenta con más de 120 empleados entre cientícos, ingenieros, técnicos y personal administrativo y opera dos observatorios: un radiotelescopio de 30 metros situado en el Pico Veleta (Granada, España) y un interferómetro (un conjunto de seis antenas de 15 metros de diámetro) Plateau de Bure (en los Alpes franceses). Estos radiotelescopios, que se encuentran entre los mejores del mundo, hacen de estos observatorios los más avanzados en el rango de las ondas milimétricas.Los radiotelescopios milimétricos juegan un papel fundamental en la astronomía puesto que son capaces de detectar objetos que se encuentran inmersos en nubes de polvo Descubriendo el Universo invisible Hasta los connes del UniversoInstituto de radioastronomía milimétrica Institut de RadioastronomieMillimétrique Créditos de fotosX-ray:NASA/CXC/CfA/D.Evans et al.; Optical/UV:NASA/STScI; Radio:NSF/VLA/CfA/D.Evans et al., IRAM; Rebus; IRAM;Rebus; IRAM; Rebus; 1999, 2000 Celestial Images; millimetric:IRAM Rebus;IRAM; T.A.Rector (NOAO/AURA/NSF) and Hubble Heritage Team (STScI/AURA/NASA); 3D representations: Sven Thorwirth (MPIfR) / ©Rebus; Alexandre Beelen; Rebus; Rebus; Bruno Pissard; IRAM; NRAO/AUI/NSF;IRAM; JPL-Caltech/ Univ. of AZ/R. Kennicutt; T.A.Rector and Monica Ramirez/NOAO/AURA/NSF; NASA/JPL-Caltech; NASA/CXC/UMd./A.Wilson et al.; IRAM; © Rebus; IRAM; Rebus; Wolfgang Brandner (JPL/IPAC), Eva K. Grebel (Univ. Washington), You-Hua Chu (Univ. Illinois Urbana-Champaign), and NASA; Nicolas Biver; IRAM; NASA, ESA, Richard Ellis and Jean-Paul Kneib; IRAM. Publicado por IRAM © 2008Dirección Pierre CoxTextos y edición Karin ZacherTraducción al español: Arancha Castro Carrizo, Nemesio Rodríguez Fernández, Roberto García GarcíaEste folleto ha sido publicado también en inglés, francés Agradecimientos especiales a Jérémie Boissier, Michael Bremer, Dennis Downes, Frédéric Gueth, Brigitte Indigo, Bernard Lazare, Doris Maier, Gisela Matoso, Mary McClean, Roberto Neri, Jérôme Pety, Vincent Pietu, Bruno Pissard, Jean-Louis Pollet, Franz Punkt, Karl Schuster, Clemens Thum, Marc Torres y Jan Martín Winters.Derechos de autorEsta publicación puede ser copiada, descargada de internet o impresa para su uso privado. Extractos de la misma pueden ser incluidos en documentos, presentaciones, páginas web o material de enseñanza, siempre que sean reconocidos los derechos de autor (mediante la inclusión del título de la publicación, IRAM). Los permisos para hacer uso público deberán solicitarse al IRAM.Material perteneciente a tercerosPartes de esta publicación hacen referencia a material perteneciente a terceros, cuyo derecho de autor debe de ser respetado. La autorización para su reproducción debe proceder, por tanto, de los depositarios de los derechos de autor del material original.Diseño y realización Rebus, www.rebusparis.comImpreso en Francia en papel libre de cloro elemental (ECF), y con un alto contenido en bras recicladas procedentes de papel preconsumo seleccionado. Hasta los connes del Universo Institut de RadioastronomieMillimétriquenton Myriad Roman iramisdrawnton nton nton BbC12