Cómo podríamos convertir la Tierra en un telescopio gigante

El mes pasado, la NASA anunció el progreso en el desarrollo del cohete de plasma pulsado, un nuevo tipo de propulsor que podría ayudar a realizar uno de los proyectos astronómicos más geniales jamás imaginados.

Propuesta por primera vez por Einstein (con cierta renuencia), la idea es en realidad bastante simple y se basa en un concepto que usamos con bastante frecuencia en astronomía hoy en día conocido como «lente gravitacional». Como lo implica la teoría general de la relatividad de Einstein, los objetos gigantes en el universo curvan el espacio-tiempo, alterando la trayectoria de la luz.

Los astrónomos utilizan esta práctica característica del universo para ver la luz más allá de las estrellas y los agujeros negros, pero estamos limitados por el lugar donde se encuentran estos objetos masivos. Sin embargo, tenemos un objeto (relativamente) cercano que puede producir este efecto en nuestro viejo y confiable Sol.

«El campo gravitacional del sol actúa como una lente esférica para magnificar la intensidad de la radiación de una fuente distante a lo largo de una línea focal semiinfinita», escribió Von Russel Eshleman, quien fue el primero en exponer esta idea, en un artículo de 1979.

«En principio, una nave espacial en cualquier lugar de esa línea podría observar, escuchar y comunicarse a distancias interestelares, utilizando equipos comparables en tamaño y potencia a los que se utilizan ahora para distancias interplanetarias. Si se desprecian los efectos coronales, el factor de aumento máximo para la radiación coherente es inversamente proporcional a la longitud de onda, siendo 100 millones por 1 milímetro.»

Este es un concepto bastante interesante y no está completamente fuera del ámbito de los proyectos espaciales realizables en un futuro no muy lejano.

Pero un concepto similar podría ser incluso más factible, requiriendo que solo recorramos alrededor del 85 por ciento de la distancia hasta la Luna, en lugar de las 550 unidades astronómicas (UA) requeridas por la idea del telescopio solar (siendo una UA la distancia entre la Tierra y la Tierra). y el Sol).

Se trata del «terrascopio», propuesto por David Kipping, profesor asistente de astronomía en la Universidad de Columbia. En un artículo de 2019, Kipping, conocido por su canal de YouTube Cool Worlds, propuso que podríamos utilizar la refracción de la luz por la atmósfera de la Tierra para lograr un efecto similar.

Aunque es posible que no seas consciente de esta refracción, ves evidencia de ella en un día despejado. Cuando el Sol acaba de hundirse bajo el horizonte, o justo antes de salir por la mañana, puedes verlo aparecer aparentemente sobre el horizonte debido a la refracción de la luz.

«Imagínese una estrella distante poniéndose en el horizonte. La luz de esa estrella ingresa a la atmósfera de la Tierra y se desvía medio grado, roza la superficie y regresa fuera de la atmósfera dando otro medio grado de curvatura, es decir, un grado en total. «, explica Kipping en un vídeo de Cool Worlds.

«La luz de esa misma estrella también brillará sobre el hemisferio opuesto y los dos rayos convergerán a una distancia dada por el radio de la Tierra dividido por un grado, por lo que es una distancia justo interior a la órbita de la Luna. Esta es un punto de enfoque.»

Kipping continúa: «Si el rayo estuviera más cerca de la Tierra, golpearía la superficie y, por lo tanto, se perdería. Si el rayo estuviera un poco más alto en altitud, entonces se curvaría un poco menos, ya que la atmósfera es más delgada a medida que aumenta la altitud». Esto significa que no sólo obtendrás un enfoque para los rayos que rozan la superficie, sino que también obtendrás un enfoque en cada punto más distante. En otras palabras, tendrás una línea focal».

Coloque un telescopio a lo largo de esta línea y debería poder ver mucho más lejos que con los telescopios normales, ya que básicamente está utilizando un telescopio natural del tamaño del planeta.

Para tener en cuenta los efectos de las nubes, se podría utilizar la luz que pasa a mayor altura en la atmósfera, aunque esto requeriría viajar más lejos que la Luna. Utilizando un sistema de este tipo, Kipping sugiere que sería posible lograr entre 10.000 y 40.000 amplificaciones, equivalente a tener un telescopio espacial de 150 metros (492 pies), mucho más grande que el espejo JWST de 6,5 metros (21,3 pies).

Aunque es un concepto interesante y una prueba de gran potencial para usar el Sol como telescopio, hay muchos problemas que superar, como el brillo del aire, la emisión y dispersión térmica de la Tierra y la interferencia de la luz del Sol. Es posible que podamos superar estos problemas, pero por ahora sigue siendo una idea divertida, más que un proyecto realizable.

El estudio se publica en Publicaciones de la Sociedad Astronómica del Pacífico.