Cámara

La cámara del Observatorio Rubin es un equipo impresionante. Del tamaño de un auto pequeño, es la cámara más grande y más sensible jamás construida para la astronomía y la astrofísica. Su sensor tiene alucinantes 3 200 megapíxeles, lo que corresponde más o menos al mismo número de píxeles de los sensores de 300 teléfonos móviles modernos. Aunque no nos haremos selfies con la cámara del Observatorio Rubin, la utilizaremos para capturar imágenes de miles de millones de galaxias lejanas, así como de objetos más cercanos y débiles que no emiten ni reflejan mucha luz.

Para producir una imagen del cielo nocturno, los grandes espejos del Observatorio Rubin recolectan primero la luz que llega del cosmos. Tras rebotar en los espejos, la luz es enfocada por las tres lentes de la cámara hacia los sensores de imagen. La parte electrónica de la cámara convierte la luz en datos, que luego se transfieren fuera de la montaña y se envían a diferentes lugares del mundo para procesamiento y preparación para su posterior uso por los científicos.

Esta compleja y asombrosa cámara fue construyendo en el Laboratorio Nacional de Aceleradores SLAC, en California y se envió a Chile en mayo de 2024. Se instalará en el telescopio a fines de 2024.

Ver el Universo en colores

El color transmite una amplia gama de información. Las hojas amarillas o naranjas de un árbol sugieren que ha llegado el otoño, mientras que las verdes sugieren que estamos en primavera o verano. El pasto verde y las plantas suponen la existencia de agua abundante, mientras plantas con manchas marrones pueden indicar falta de agua. De forma similar, los científicos utilizan el color en el cosmos para aprender más u obtener diferentes informaciones sobre los objetos que estudian.

Los sensores de imagen de las cámaras de los telescopios o de los teléfonos funcionan midiendo la cantidad de luz que incide en cada lugar (o píxel) y produciendo una imagen en escala de grises. Sin ningún filtro de color, la imagen es más brillante donde más luz total llega al sensor y más oscura donde llega menos, independientemente del color. Por ejemplo, con un filtro rojo se filtrarían todos los colores excepto la luz roja, y la imagen en escala de grises resultante sería más brillante donde hubiera más luz roja y más oscura donde hubiera menos luz roja.

Al tomar una imagen del cielo, la cámara del Observatorio Rubin utiliza uno de los seis filtros de colores diferentes, etiquetados con las letras u, g, r, i, z
e y. Cada filtro deja pasar una gama de colores: desde el ultravioleta, fuera de nuestro rango de visión (u), pasando por los colores visibles (g, r, i), y hasta el infrarrojo, fuera de nuestro rango de visión en la otra dirección (i, z, y). En otras palabras, ¡las cámaras de los telescopios tienen una visión sobrehumana!

Los filtros son piezas de cristal que se colocan delante de las lentes de la cámara y están alojados en un carrusel para que se puedan cambiar fácilmente durante las observaciones. Cada filtro tiene su propio recubrimiento especial que deja pasar los colores de luz designados mientras refleja los demás. Los fotógrafos con cámaras manuales pueden colocar con facilidad diferentes filtros sobre sus lentes de forma manual, pero los filtros de la cámara del Observatorio Rubin son demasiado grandes (cada uno mide 30 pulgadas/75 cm de diámetro), por lo que necesitamos una máquina sofisticada para cambiarlos. Esta máquina, llamada cambiador automático, puede hacer el cambio de los filtros en menos de dos minutos.

Los objetivos científicos del Observatorio Rubin requieren los seis filtros u, g, r, i, z e y. Sin embargo, el carrusel de filtros no es capaz de albergar los seis filtros a la vez: ¡es geométricamente imposible! Esto significa que, en una noche cualquiera, se pueden utilizar solo cinco de los seis filtros. El sexto filtro se aloja en un soporte especial, separado de la cámara, y un dispositivo llamado cargador de filtros se utiliza para intercambiarlo, cuando se necesita, con uno en el carrusel (el objetivo es limitar la manipulación manual de los filtros siempre que sea posible, para reducir el riesgo de daños). El carrusel y el cargador facilitan el intercambio frecuente de los filtros frente a la lente de la cámara. Eso es importante porque la recopilación de múltiples imágenes con los seis filtros, a lo largo de 10 años, proporcionará a los científicos una enorme cantidad de información sobre todo el cielo del hemisferio sur.

Crédito de la imagen del encabezado: Olivier Bonin/SLAC National Accelerator Laboratory