Un «peine de luz» para conocer el universo

Gracias a la espectroscopía hemos conocido la composición del Sol o la expansión del universo, y su potencial para la obtención de resultados revolucionarios ha motivado la búsqueda de métodos de calibración de alta precisión para los espectrógrafos. Y el «peine de frecuencias ópticas» o «peine de luz» se presenta como la opción más prometedora. Investigadores del Instituto Leibniz de Astrofísica en Postdam (AIP) y el centro alemán innoFSPEC han desarrollado un prototipo que ha sido probado con éxito en el Observatorio de Calar Alto (CAHA, MPG-CSIC).

La espectroscopía descompone la luz de los objetos celestes en un patrón de líneas que corresponden a los elementos químicos que componen el objeto. Y para analizar esas líneas es necesario calibrar el espectrógrafo empleando una fuente de luz conocida, como las lámparas de helio o neón. Sin embargo, estas fuentes de luz planteaban problemas de precisión.

«El peine de luz se obtiene mediante la superposición de haces de luz láser y, en lugar de generar un espectro continuo, como un arcoiris, el resultado muestra líneas de diferentes colores separadas por intervalos negros y regulares, de ahí el nombre», apunta Jose Boggio, investigador de innoFSPEC responsable del proyecto.

La técnica se conoce desde 2005, año en el que dos investigadores estadounidenses y uno alemán recibieron el premio Nobel por su desarrollo. «Esta tecnología era prácticamente inaccesible hasta hace poco,  por compleja y costosa, pero innoFSPEC ha conseguido simplificarlo y adecuarlo a los requerimientos de la observación astronómica, lo que sin duda supondrá un hito en los estudios espectroscópicos», asegura Jesús Aceituno, vicedirector del Observatorio de Calar Alto (CAHA, MPG-CSIC).

Tras su desarrollo en las instalaciones de innoFSPEC, el peine de luz se probó en una campaña de observación con el espectrógrafo PMAS instalado en el telescopio de 3,5 metros del Observatorio de Calar Alto. Según Roger Haynes, jefe del grupo de investigación de innoFSPEC, su éxito supone un nuevo estándar en precisión de los datos astronómicos.

«El peine de luz es como una regla de medir óptica, mucho más estable y regular que las lámparas convencionales -señala Andreas Kelz, investigador del AIP participante en el proyecto-. Gracias a este método, podremos determinar la velocidad de rotación de las galaxias o la composición química de las estrellas con una precisión inigualable».

El Observatorio Astronómico Hispano-Alemán de Calar Alto está situado en la Sierra de Los Filabres, norte de Almería (Andalucía, España). Es operado conjuntamente por el Instituto Max-Planck de Astronomía en Heidelberg, Alemania, y el Instituto de Astrofísica de Andalucía (CSIC) en Granada, España. Calar Alto proporciona tres telescopios con aperturas de 1.23m, 2.2m y 3.5m. Un telescopio de 1.5m, también localizado en la montaña, es operado bajo el control del Observatorio de Madrid.

Referencia:

Chavez Boggio et al., 2012. Generation of an astronomical optical frequency comb in three fibre-based nonlinear stages, SPIE, Vol. 8434, id. 84340Y.