Crédito de la imagen: Géminis.
Para los inversores que buscan la próxima cosa segura, el revestimiento plateado del espejo telescópico Gemini South de 8 metros podría parecer un secreto secreto para invertir en este valioso metal para obtener una gran ganancia. Sin embargo, resulta que este inmenso espejo requería menos de dos onzas (50 gramos) de plata, no lo suficiente como para registrarse en los mercados de metales preciosos. El rendimiento real de la brillante inversión de Gemini es la forma en que proporciona una sensibilidad desde el suelo sin precedentes al estudiar objetos cálidos en el espacio.
El nuevo recubrimiento, el primero de su tipo en revestir la superficie de un espejo astronómico muy grande, se encuentra entre los pasos finales para hacer de Gemini el telescopio infrarrojo más poderoso de nuestro planeta. "No hay duda de que con este recubrimiento, el telescopio Gemini South podrá explorar regiones de formación de estrellas y planetas, agujeros negros en los centros de galaxias y otros objetos que han escapado a otros telescopios hasta ahora", dijo Charlie Telesco del Universidad de Florida que se especializa en estudiar regiones de formación de estrellas y planetas en el infrarrojo medio.
Cubrir el espejo Gemini con plata utiliza un proceso desarrollado durante varios años de pruebas y experimentación para producir un recubrimiento que cumpla con los estrictos requisitos de la investigación astronómica. El ingeniero óptico principal de Gemini, Maxime Boccas, que supervisó el desarrollo del recubrimiento de espejo, dijo: "¡Supongo que se podría decir que después de varios años de arduo trabajo para identificar y ajustar el mejor recubrimiento, hemos encontrado nuestro lado positivo!"
La mayoría de los espejos astronómicos están recubiertos con aluminio mediante un proceso de evaporación y requieren un recubrimiento cada 12-18 meses. Dado que los espejos gemelos Gemini están optimizados para ver objetos en longitudes de onda ópticas e infrarrojas, se especificó un recubrimiento diferente. La planificación e implementación del proceso de recubrimiento de plata para Gemini comenzó con el diseño de cámaras gemelas de recubrimiento de 9 metros de ancho ubicadas en las instalaciones del observatorio en Chile y Hawai. Cada planta de recubrimiento (construida originalmente por el Observatorio Royal Greenwich en el Reino Unido) incorpora dispositivos llamados magnetrones para "pulverizar" un recubrimiento en el espejo. El proceso de pulverización catódica es necesario cuando se aplican recubrimientos de varias capas en los espejos Gemini para controlar con precisión el grosor de los diversos materiales depositados en la superficie del espejo. Un proceso de recubrimiento similar se usa comúnmente para el vidrio arquitectónico para reducir los costos de aire acondicionado y producir un reflejo estético y color para el vidrio en los edificios, pero esta es la primera vez que se aplica a un gran espejo telescópico astronómico.
El revestimiento está construido en una pila de cuatro capas individuales para asegurar que la plata se adhiera a la base de vidrio del espejo y esté protegida de elementos ambientales y reacciones químicas. Como cualquier persona con platería sabe, empañar la plata reduce el reflejo de la luz. La degradación de un recubrimiento sin protección en un espejo telescópico tendría un profundo impacto en su rendimiento. Las pruebas realizadas en Gemini con docenas de pequeñas muestras de espejo en los últimos años muestran que el recubrimiento plateado aplicado al espejo de Gemini debe permanecer altamente reflectante y utilizable durante al menos un año entre recubrimientos.
Además del gran espejo primario, el espejo secundario de 1 metro del telescopio y un tercer espejo que dirige la luz hacia los instrumentos científicos también se recubrieron con los mismos recubrimientos de plata protegidos. La combinación de estos tres revestimientos de espejo, así como otras consideraciones de diseño, son responsables del aumento dramático en la sensibilidad de Gemini a la radiación infrarroja térmica.
Una medida clave del rendimiento de un telescopio en el infrarrojo es su emisividad (cuánto calor realmente emite en comparación con la cantidad total que puede emitir teóricamente) en la parte térmica o infrarroja media del espectro. Estas emisiones dan como resultado un ruido de fondo contra el cual se deben medir las fuentes astronómicas. Géminis tiene la emisividad térmica total más baja de cualquier telescopio astronómico grande en el suelo, con valores inferiores al 4% antes de recibir su recubrimiento plateado. Con este nuevo recubrimiento, la emisividad de Gemini South se reducirá a alrededor del 2%. ¡En algunas longitudes de onda, esto tiene el mismo efecto en la sensibilidad que aumentar el diámetro del telescopio Gemini de 8 a más de 11 metros! El resultado es un aumento significativo en la calidad y la cantidad de datos infrarrojos de Gemini, lo que permite la detección de objetos que de otro modo se perderían en el ruido generado por el calor que irradia el telescopio. Es común entre otros telescopios terrestres tener valores de emisividad superiores al 10%
El procedimiento de recubrimiento se realizó con éxito el 31 de mayo, y el espejo Gemini South recién recubierto se ha reinstalado y calibrado en el telescopio. Los ingenieros están probando actualmente los sistemas antes de devolver el telescopio a operaciones completas. El espejo Gemini North en Mauna Kea se someterá al mismo proceso de recubrimiento antes de que finalice este año.
¿Por qué plata?
La razón por la que los astrónomos desean utilizar la plata como superficie en un espejo telescópico radica en su capacidad para reflejar algunos tipos de radiación infrarroja de manera más efectiva que el aluminio. Sin embargo, no es solo la cantidad de luz infrarroja que se refleja, sino también la cantidad de radiación emitida realmente por el espejo (su emisividad térmica) lo que hace que la plata sea tan atractiva. Este es un problema importante cuando se observa en la región infrarroja media (térmica) del espectro, que es esencialmente el estudio del calor desde el espacio. ? La principal ventaja de la plata es que reduce la emisión térmica total del telescopio. Esto a su vez aumenta la sensibilidad de los instrumentos de infrarrojo medio en el telescopio y nos permite ver objetos cálidos como viveros estelares y planetarios significativamente mejor. dijo Scott Fisher, astrónomo de infrarrojo medio en Gemini.
Sin embargo, la ventaja tiene un precio. Para usar plata, el recubrimiento debe aplicarse en varias capas, cada una con un espesor muy preciso y uniforme. Para hacer esto, se utilizan dispositivos llamados magnetrones para aplicar el recubrimiento. Trabajan rodeando una placa de metal extremadamente pura (llamada objetivo) con una nube de gas de plasma (argón o nitrógeno) que expulsa los átomos del objetivo y los deposita uniformemente en el espejo (que gira lentamente debajo del magnetrón). Cada capa es extremadamente delgada; con la capa de plata de solo 0.1 micras de grosor o aproximadamente 1/200 del grosor de un cabello humano. La cantidad total de plata depositada en el espejo es aproximadamente igual a 50 gramos.
Estudiar el calor que se origina en el espacio
Algunos de los objetos más intrigantes del universo emiten radiación en la parte infrarroja del espectro. A menudo descrita como "radiación de calor", la luz infrarroja es más roja que la luz roja que vemos con nuestros ojos. Los astrónomos buscan las fuentes que emiten en estas longitudes de onda, ya que la mayor parte de su radiación infrarroja puede pasar a través de nubes de polvo de gas oscurecedor y revelar secretos ocultos de otra manera. El régimen de longitud de onda infrarroja se divide en tres regiones principales, infrarrojo cercano, medio y lejano. El infrarrojo cercano está más allá de lo que el ojo humano puede ver (más rojo que rojo), el infrarrojo medio (a menudo llamado infrarrojo térmico) representa longitudes de onda de luz más largas generalmente asociadas con fuentes de calor en el espacio, y el infrarrojo lejano representa regiones más frías.
El recubrimiento plateado de Gemini permitirá las mejoras más significativas en la parte infrarroja térmica del espectro. Los estudios en este rango de longitud de onda incluyen regiones de formación de estrellas y planetas, con una intensa investigación que busca comprender cómo se formó nuestro propio sistema solar hace unos cinco mil millones de años.
Fuente original: Comunicado de prensa de Gemini
