Calar Alto, un laboratorio de ciencia andaluza referente de la astronomía

En la provincia de Almería, separando el desierto de Tabernas del valle del Río Almanzora se encuentra la Sierra de Filabres, una meseta de 2168 metros de altura en cuyas cumbres se erigen las cúpulas del mayor centro de observación astronómica del continente europeo: Calar Alto.

Su ubicación, en el término municipal de Gérgal y a una latitud por encina de la calima y de la capa de inversión -la altura donde se acumula la basura ambiental- , lo exime del efecto perjudicial que genera la contaminación en el cielo.

En sus 47 años de vida, Calar Alto ha contado con patronos internacionales y a día de hoy su dirección es enteramente española. Fue fundado en 1973 tras un acuerdo entre los gobiernos alemán y español. Hasta 2005 el observatorio pertenecía en exclusiva al Max-Planck-Institut für Astronomie y solo un 10 % del tiempo de observación le correspondía a los astrónomos españoles. Sin embargo, en ese año se firmó un acuerdo por el que pasaba a estar operado conjuntamente por el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y la sociedad Max-Planck, donde el Max-Planck-Institut für Astronomie y el Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC) disponían de 50% cada uno. Desde 2019, con la salida del socio alemán y la entrada de la Junta de Andalucía en la Agrupación de Interés Económico CAHA-AIE, el observatorio es ya 100% español, concretamente el 50% del CSIC y el otro 50% de la Junta de Andalucía.

Imagen panorámica del Observatorio Calar Alto, en la sierra de Filabres, Almería. Foto: Calar Alto.

Este observatorio óptico, el más grande que existe en el continente europeo, reúne componentes de diseño y óptica que lo convierten en un enorme laboratorio de ciencia. “Para hacer astronomía, no sólo se requieren conocimientos de física, química o estudiar los cuerpos celestes del universo. También se necesitan nociones de mecánica, electrónica, informática, así como saber qué tipo de mantenimiento requieren este tipo de instalaciones”, explica a la Fundación Descubre el director del Observatorio Calar Alto, Jesús Aceituno.

Actualmente, este observatorio cuenta con tres telescopios de diferentes aperturas: 1,23, 2,2 y 3,5 metros. Dispone además de telescopio específico de gran campo tipo Schmidt de 0.8 de apertura que ofrece campos de visión de hasta 25 grados cuadrados.

Los tres telescopios de Calar Alto. Foto: Alfredo Madrigal.

Junto a estos instrumentales, también se localizan en sus instalaciones telescopios pertenecientes a otras instituciones como un telescopio de apertura 1,5 m del OAN de Madrid, un telescopio robótico de 60 cm, perteneciente al Centro de Astrobiología de Madrid (CAB-INTA).

Cármenes, único en el mundo

Pero sin duda, Cármenes (acrónimo de Calar Alto high-Resolution search for M dwarfs with Exoearths with Near-infrared and optical Échelle Spectrographs) es, hoy día, el ‘ojito derecho’ de los astrónomos que trabajan en Calar Alto. Este espectrógrafo de alta resolución, único en el mundo y desarrollado por un consorcio mixto formado por once instituciones españolas y alemanas, está centrado en uno de los principales desafíos de la astrofísica actual: la búsqueda de planetas de tipo terrestre que orbitan alrededor de una estrella diferente al Sol pero albergadas en la zona de habitabilidad.

Instalado en el telescopio de 3,5 metros, este espectrógrafo óptico y de infrarrojo cercano detecta variaciones de velocidad en el movimiento de estrellas situadas a cientos de billones de kilómetros con una precisión del orden de un metro por segundo. Se caracteriza por observar en el campo de lo visible y también en el infrarrojo, al mismo tiempo que confirma los hallazgos sin necesidad de otras comprobaciones. “Emplea la técnica de velocidad radial, es decir, busca diminutas oscilaciones en el movimiento de las estrellas que son generadas por la atracción gravitatoria de aquellos planetas que giran a su alrededor. Al poseer dos canales simultáneos, se puede descartar que las variaciones detectadas tengan origen en la actividad estelar de la propia estrella, identificando falsos positivos. Ningún otro instrumento puede hacer esto”, matiza Aceituno.

El espectrógrafo de alta resolución Carmenes. Foto: Calar Alto.

Además, desde el año 2016 ha descubierto 26 exoplanetas (es decir, planetas fuera del Sistema Solar) nuevos, 46 publicaciones en revistas de impacto, 24 contribuciones en compresos SPIE, 13 tesis doctorales, 18 másteres y 5 proyectos fin de grado,. Uno de ellos es similar a Neptuno y orbita en la zona habitable de una estrella muy próxima. Otros hallazgos se produjeron durante el verano de 2019, cuando localizó dos planetas de masa similar a la Tierra en la zona de posible habitabilidad para la vida, un mes después un nuevo sistema de tres exoplanetas y también identificó un planeta del tamaño de Júpiter orbitando en una estrella enana. “Aún no hay aparatos que lleguen tan lejos y por tanto ver estos planetas es imposible, pero sí sabemos de su existencia por el comportamiento que la estrella ejerce sobre ellos. Ahí es donde actúa Cármenes, un instrumento muy potente que está dando muy buenos resultados en los proyectos en los que se está empleando”, afirma el director de Calar Alto.

Cartografías de otros planetas

Además de tener el privilegio de acoger a Cármenes como anfitrión, el equipo de Astronomía de Calar Alto dispone de 365 noches de observación al año para trabajar en distintos proyectos, donde la meteorología permite que al menos el 70% sea tiempo útil (unas 260 noches). Actualmente, en colaboración con la Universidad de Pekín, desarrollan el estudio de un agujero negro, una investigación para la que se han invertido ya 600 noches de observación y en la que siguen afanados.

Paralelamente, están construyendo un mapa en el que fijan las estrellas que detectan y en las que tienen pruebas de la existencia de planetas similares a la Tierra. “Del mismo modo que Cristóbal Colón necesitó que alguien le dibujara un mapa de las aguas que iba a surcar en busca del Nuevo Mundo, nosotros estamos elaborando una cartografía de la ubicación concreta de las 330 estrellas más cercanas a nuestro planeta, donde posiblemente viajaremos en el futuro”, compara Aceituno.

Además de establecer su localización exacta, los expertos se centran ahora en detectar dónde puede haber vida con entornos estables. “Estudiamos la atmósfera de esos planetas, qué gases conocidos la conforman, como el porcentaje de oxígeno, azufre, nitrógeno existente en dichos planetas. El objetivo es buscar entornos similares a la creación de la vida en el planeta Tierra”, concreta el director de Calar Alto.

Para ello, recurren al amplio espectro de luz, sobre todo las bandas que se inclinan hacia el azul, relacionado con el acercamiento de los objetos y el rojo, vinculado a su alejamiento. “Como ocurre con el sonido de las ambulancias, que su intensidad aumenta con su cercanía pero la seguimos oyendo mientras se aleja, con la luz pasa algo similar. Si nos dirigiéramos de frente hacia una persona con una linterna, vería la luz azul y al pasar por lado, la percibiría roja. Con esta información, conociendo el espectro de la estrella y observándola durante muchas noches, comprobaremos que el patrón de colores se desplaza hacia una tonalidad concreta y así sabremos dónde se encuentra”, matiza Aceituno.

Proyectos como este mapa cartográfico estelar, el hallazgo de nuevos exoplanetas o participar en el análisis de agujeros negros son algunos de los estudios que centran el día a día de Calar Alto, donde trabaja un equipo humano formado por unas 35 personas, entre personal científico y técnico. Repartidas en los diferentes departamentos que conforman el observatorio, la labor de todas ellas no cesa durante los 365 días del año porque la actividad de los telescopios, las labores de observación, la recogida de datos, así como su mantenimiento, es constante. “Trabajamos en unas instalaciones muy sensibles que requieren una atención permanente. Los instrumentos están enfriados continuamente a una temperatura de -160 grados y si hubiera un parón por cualquier motivo, equipos como Cármenes se verían afectados. La multitud de elementos ópticos que conforman este instrumento están soportadas por delicadas monturas optomecánicas que se dilatarían como consecuencia de cambios de temperatura. Todo ello provocaría variaciones erróneas en las medidas obtenidas para la caracterización de un exoplaneta, comprometiendo los resultados obtenidos hasta ahora», puntualiza el director de Calar Alto.

Un laboratorio de ciencia referente en Andalucía enclavado en la cima de la sierra desde donde poder ver, observar, contemplar, ‘escuchar’ y estudiar el mundo estelar.