La fundación MERAC (Mobilising European Research in Astrophysics and Cosmology) y la Sociedad Astronómica Europea (EAS) otorgan bienalmente los premios MERAC a la mejor tesis desarrollada en Europa, un galardón que busca promover la investigación innovadora en astrofísica y cosmología y apoyar a los investigadores jóvenes. Dotado con 25 000 euros, el premio en la categoría de Nuevas Tecnologías (Instrumental), ha sido concedido en 2020 a la tesis de Concepción Cárdenas «PANIC, una cámara infrarroja de gran campo para Calar Alto», desarrollada en el Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC).

“La tesis incluye la vida completa de desarrollo de un instrumento astronómico, desde el diseño conceptual y el estudio de viabilidad hasta la integración y verificación final, tanto en el laboratorio como en los telescopios, siguiendo todos los procesos estándar y las revisiones exhaustivas del diseño”, apunta Concepción Cárdenas, que trabaja en la actualidad en el Max-Plack Institut für Astronomie (MPIA), en Heidelberg (Alemania), y que, con motivo del premio, presentará su tesis en una de las sesiones plenarias de la reunión de la Sociedad Astronómica Europea que tendrá lugar en julio de este año.

LA CÁMARA PANIC

PANIC pertenece a la nueva generación de cámaras infrarrojas de gran campo para telescopios terrestres y se trata de la primera en el hemisferio norte que pertenece a la comunidad astronómica española. Numerosos casos científicos se benefician de su gran campo y de los filtros que incorpora, desde astronomía extragaláctica hasta el estudio del Sistema Solar, y se trata de un instrumento idóneo para el desarrollo de grandes muestreos, o surveys. PANIC puede contribuir, igualmente, al estudio de la formación estelar, las explosiones de rayos gamma o la búsqueda de cuásares muy distantes.

Vista del banco óptico de PANIC durante su integración en laboratorio, con toda la óptica y los detectores instalados.

“El desarrollo de la cámara comprendía varios retos importantes –señala Concepción Cárdenas (MPIA)–, debidos al extenso campo de visión requerido en el telescopio de 2.2 metros y al rango espectral deseado (infrarrojo cercano). En primer lugar, ha habido que afrontar el desafío de diseñar lentes de gran tamaño, la optimización de un sistema con aberraciones muy severas fuera de eje (en particular, astigmatismo y curvatura de campo) y, a la par, la minimización de las aberraciones cromáticas debido al amplio rango espectral. En segundo lugar, al trabajar acoplada al foco Cassegrain del telescopio, surgía el reto de doblar el camino óptico para empaquetar el instrumento dentro de un espacio muy acotado”.

Sus particularidades hacen a PANIC única dentro del restringido número de instrumentos de este tipo que existen en la actualidad. La cámara observa en el infrarrojo cercano, una longitud de onda que requiere condiciones de vacío y sistemas criogénicos que descienden, en el caso de PANIC, a los 178 grados Centígrados bajo cero. Su gran campo de visión permite, en el telescopio de 2.2 metros, observar la luna llena entera, y en el de 3.5 metros el sistema compuesto por Júpiter y sus lunas mayores (o satélites galileanos). Las prestaciones del instrumento, como la escala de placa, el campo de visión, la calidad de imagen y la distorsión en todo el campo, medidos en ambos telescopios, confirman que PANIC cumple los requerimientos exigidos. Las observaciones con PANIC permiten abordar proyectos científicos novedosos y originales a la comunidad astronómica nacional e internacional.

Vista de la luna llena del 6 de noviembre de 2014, correspondiente a la primera luz de PANIC en el telescopio 2,2 m.

CONCEPCIÓN CÁRDENAS

Desde 1999 hasta 2016, Concepción Cárdenas trabajó en el IAA-CSIC como ingeniera óptica responsable, entre otros, del paquete óptico de PANIC y del canal infrarrojo del espectrógrafo CARMENES (Calar Alto High-Resolution search for M dwarfs with Exoearths with Near-infrared and optical Echelle Spectrographs), así como del Laboratorio de Óptica y su equipo de personas, y dando soporte óptico al Observatorio de Sierra Nevada (OSN).

Paralelamente desarrolló su tesis doctoral, supervisada por Julio F. Rodríguez (IAA-CSIC) y defendida en diciembre de 2018.

Desde 2016, Concepción es personal de plantilla en el MPIA, en Heidelberg, y trabaja en el desarrollo de instrumentación para el Telescopio Extremadamente Grande (European Extremely Large Telescope, ELT).

Su tesis obtuvo en 2019 el Premio SEA a la mejor Tesis Doctoral española en Instrumentación, Computación y Desarrollo Tecnológico en Astronomía y Astrofísica (2017-2018), concedido por la Sociedad Española de Astronomía (SEA).