Historias del Cosmos: el baile del espejo

Siguiendo un ritmo frenético, un espejo se mueve cientos de veces por segundo al tiempo que va escudriñando el firmamento. Su compañera de baile es la atmósfera terrestre, y cuando esta da un paso hacia un lado, el espejo contrarresta su movimiento, con una firme intención, no dejar que la atmósfera perturbe a la luz que la atraviesa.

La luz que proviene de estrellas y galaxias, y que puede haber estado viajando durante miles o millones de años sin alteración alguna antes de llegar a nosotros, sufre grandes perturbaciones en las últimas 50 millonésimas de segundo del viaje, tiempo que tarda en atravesar la atmósfera de nuestro planeta.

La turbulencia atmosférica ocasiona la pérdida de información, lo que en términos prácticos significa que las imágenes pueden verse distorsionadas y borrosas, como si estuviéramos mirando a través de un cristal empañado, o simplemente alteradas. Esta es justamente la razón por la cual vemos titilar a las estrellas, cuando en realidad lo que estamos viendo es el baile de la atmósfera perturbando la luz de las estrellas.

Una solución para evitar este contratiempo que saca de quicio a los observadores del cielo, es poner los telescopios e instrumentos de observación lejos de la influencia de la atmósfera terrestre, es decir, ponerlos en el espacio. El problema es el elevado costo de la instrumentación espacial, sumado a otras limitaciones que tienen los telescopios espaciales comparados con los que observan el cosmos desde la superficie terrestre.

La otra opción es el ya mencionado espejo bailarín. Esta idea fue concebida en la década de 1950 cuando el astrónomo estadounidense Horace Babcock propuso por primera vez el concepto de "espejo deformable", un dispositivo capaz de compensar las fluctuaciones atmosféricas en tiempo real. Sería el comienzo de la llamada óptica adaptativa, que hoy es casi que indispensable para poder hacer observaciones astronómicas de alto nivel.

La idea era conceptualmente sencilla aunque técnicamente no tan fácil de implementar. Un espejo debía deformarse para contrarrestar el efecto del movimiento de la atmósfera, y poder de esa manera “congelar” su efecto turbulento. El sistema se complementaba con el uso de potentes láseres para estimular la atmósfera a unos 90 kilómetros de altura, y generar “estrellas artificiales", todo esto con el fin de mapear la turbulencia atmosférica.

Pero no fue hasta la década de 1990 cuando se lograron avances significativos y se empezó a implementar la técnica en observatorios astronómicos con resultados sorprendentes. Desde entonces, la óptica adaptativa ha transformado nuestra capacidad para observar el universo con una claridad sin precedentes, de la mano con la capacidad de cómputo para poder calcular los movimientos precisos del baile del espejo con una rapidez extraordinaria.

Uno de los principales beneficios de la óptica adaptativa es su capacidad para mejorar la resolución espacial de los telescopios terrestres. Esto significa que podemos observar objetos con mayor detalle y distinguir características más finas en su estructura, obteniendo una mejora de hasta cien veces. Esto es especialmente necesario para estudiar objetos débiles y distantes, como galaxias lejanas, estrellas binarias y exoplanetas, pero también para ver detalles cada vez más precisos en nuestra propia estrella, el Sol.

Otro aspecto, no menos importante de la óptica adaptativa, es que está empezando a involucrarse en otros campos de investigación, como la microscopía óptica y la óptica visual. En esta última, la técnica se usa para poder estudiar las aberraciones de la visión humana.

En el futuro, el refinado movimiento de un espejo seguirá revelando secretos del cosmos y trayendo más beneficios para nuestro día a día.

SANTIAGO VARGAS

Ph. D. en Astrofísica

Observatorio Astronómico de la Universidad Nacional