El cambio climático ya está teniendo un impacto en las condiciones de observación espacial en el Very Large Telescope en el desierto de Atacama. En el futuro, los nuevos telescopios deberán adaptarse a los cambios esperados, según un estudio de ‘Nature Astronomy’.
Crédito:ESO / S. Brunier.
Introducción
Los cambios climáticos asociados con el calentamiento global pueden afectar las observaciones astronómicas. Ese es el resultado de un estudio en el que participaron científicos de la Universidad de Colonia. El equipo de investigación internacional investigó una variedad de parámetros climáticos en el Very Large Telescope (VLT) en Paranal en el desierto de Atacama, Chile. Allí el Observatorio Europeo Austral (ESO) opera sus telescopios. Entre otras cosas, el equipo evaluó los datos de temperatura, velocidad y dirección del viento, y el contenido de vapor de agua en la atmósfera. El registro abarca un período de varias décadas. Esto reveló un aumento en las temperaturas por encima del promedio mundial. También mostró un aumento de la imagen borrosa debido a la turbulencia del aire, lo que se conoce como «seeing» (visión).
El estudio ‘El impacto del cambio climático en las observaciones astronómicas’ se publicó en la edición actual de Nature Astronomy y puede verse en línea. Sus resultados son importantes para que los astrónomos adapten sus observaciones a las condiciones ambientales cambiantes. Estas condiciones también deben tenerse en cuenta al planificar nuevos telescopios grandes, como el ‘Extremely Large Telescope’ (ELT), que se está construyendo cerca de Paranal.
Crédito:ESO/L. Calçada
Los científicos de Colonia, la Profesora Susanne Crewell y Christoph Böhm del Instituto de Geofísica y Meteorología, participaron en el estudio. En el pasado, ya habían explorado varios aspectos del clima pasado, presente y futuro en el sitio del telescopio. Lo hicieron en el marco del Collaborative Research Center 1211 ‘Earth – Evolution at the Dry Limit’. La primera autora del artículo es Faustine Cantalloube del Instituto Max Planck de Astronomía en Heidelberg.
Seleccionando Paranal para el estudio.
Los científicos investigaron hasta qué punto el cambio climático afecta a la Astronomía y, en particular, a la calidad de las observaciones. El equipo se centró en el Observatorio Paranal en Chile porque tiene una amplia gama de sensores ambientales que documentan las condiciones meteorológicas locales. Estas mediciones arrojaron uno de los conjuntos de datos más completos de las últimas tres décadas en un lugar prácticamente intacto.
Con este conjunto de datos, los investigadores unieron fuerzas para identificar parámetros meteorológicos importantes que juegan un papel en la calidad de las observaciones astronómicas. El equipo estaba formado por astrónomos, investigadores del clima, científicos de la atmósfera y meteorólogos. Los datos les permitieron analizar las tendencias a largo plazo durante un período de más de treinta años. El objetivo era determinar el impacto del cambio climático en las observaciones futuras.
Utilizando cuatro ejemplos, mostraron cómo el cambio climático ya está afectando o podría afectar el funcionamiento de un observatorio astronómico en el futuro. El VLT, operado por ESO, sirvió como ejemplo.
Los datos mostraron un aumento de 1,5 ° C en la temperatura cercana al suelo durante las últimas cuatro décadas en el Observatorio Paranal. Esto es un poco más alto que el promedio mundial de 1 ° C desde la era preindustrial ”, dijo Susanne Crewell.
El aumento de turbulencia y los sistemas de enfriamiento
El sistema de enfriamiento del telescopio original no fue diseñado para condiciones tan cálidas. Esto hace que la calidad de las observaciones se ve cada vez más amenazada por turbulencias más frecuentes , una consecuencia del aumento de temperatura. Las simulaciones climáticas del ICCP en el escenario más pesimista indican un aumento esperado de 4 °C dentro del próximo siglo. Esto debe tenerse en cuenta en la construcción del Telescopio Extremadamente Grande (ELT) de 39 metros en un sitio cercano.
En particular, los astrónomos enfrentan el desafío de una reducción en la llamada «visión de la cúpula». Ésta es una reducción en la resolución debido a la turbulencia dentro de la cúpula del telescopio.
Aumento de la turbulencia cerca del suelo
Además, los investigadores notaron un aumento en la turbulencia en la capa de aire cerca del suelo, haciendo que las imágenes se volvieran borrosas. Es debido a que las capas de aire frío y cálido con diferentes índices de refracción se alternan más rápidamente. Sin embargo, atribuir esto al cambio climático es difícil, ya que también hubo cambios de construcción. El aumento de la cizalladura del viento en la troposfera superior en relación con la corriente en chorro conduce al llamado «halo impulsado por el viento». Este fenómeno aparece cuando las condiciones de turbulencia atmosférica varían más rápido de lo que el sistema de control del telescopio puede corregirlas. Esto limita las capacidades de contraste del instrumento y podría limitar potencialmente los estudios de exoplanetas.
No hay una segunda Tierra cercana
A través de su perspectiva única del universo, los astrónomos saben que el origen de la vida en la Tierra fue un proceso complejo. Ocurrió solo por la coincidencia de circunstancias extremadamente raras. No hay una segunda Tierra en nuestro vecindario. Por ello, el número actual de Nature Astronomy, publicado el 10 de Septiembre, está dedicado al tema del clima. El número especial tiene como objetivo sensibilizar a la astronomía sobre aspectos climáticos que son importantes para el trabajo de los astrónomos.
El «paper»
Cantalloube, F., Milli, J., Böhm, C. et al. The impact of climate change on astronomical observations. Nat Astron 4, 826–829 (2020). https://doi.org/10.1038/s41550-020-1203-3
Fuente: Universidad de Colonia.
Artículo original: «Climate change impacts astronomical observations«.
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