Astronomía submilimétrica

Astronomía submilimétrica o astronomía submilimétrica (ver diferencias ortográficas) es la rama de la astronomía observacional que se lleva a cabo en longitudes de onda submilimétricas (es decir, radiación de terahercios) del espectro electromagnético. Los astrónomos sitúan la banda de ondas submilimétrica entre las bandas de ondas del infrarrojo lejano y de las microondas, que normalmente se consideran entre unos pocos cientos de micrómetros y un milímetro. Todavía es común en la astronomía submilimétrica citar las longitudes de onda en “micras”, el antiguo nombre del micrómetro.

Utilizando observaciones submilimétricas, los astrónomos examinan nubes moleculares y núcleos de nubes oscuras con el objetivo de aclarar el proceso de formación estelar desde el colapso más temprano hasta el nacimiento estelar. Las observaciones submilimétricas de estas nubes oscuras se pueden utilizar para determinar la abundancia de sustancias químicas y los mecanismos de enfriamiento de las moléculas que las componen. Además, las observaciones submilimétricas proporcionan información sobre los mecanismos de formación y evolución de las galaxias.

Desde el suelo

Las limitaciones más importantes para la detección de emisiones astronómicas en longitudes de onda submilimétricas con observatorios terrestres son la emisión atmosférica, el ruido y la atenuación. Al igual que el infrarrojo, la atmósfera submilimétrica está dominada por numerosas bandas de absorción de vapor de agua y sólo a través de "ventanas" entre estas bandas es posible realizar observaciones. El sitio ideal de observación submilimétrica es seco, fresco, tiene condiciones climáticas estables y está alejado de los centros de población urbanos. Sólo se han identificado unos pocos de estos sitios. Incluyen Mauna Kea (Hawái, Estados Unidos), el Observatorio Llano de Chajnantor en la meseta de Atacama (Chile), el Polo Sur y Hanle en India (el sitio en el Himalaya del Observatorio Astronómico Indio). Las comparaciones muestran que los cuatro sitios son excelentes para la astronomía submilimétrica, y de estos sitios Mauna Kea es el más establecido y posiblemente el más accesible. Recientemente ha habido cierto interés en los sitios árticos de gran altitud, en particular la Estación Summit en Groenlandia, donde la medida PWV (vapor de agua precipitable) siempre es mejor que en Mauna Kea (sin embargo, la latitud ecuatorial de Mauna Kea de 19 grados significa que puede observar más cielos del sur que Groenlandia).

El sitio del Observatorio Llano de Chajnantor alberga el Experimento Pathfinder de Atacama (APEX), el telescopio submilimétrico más grande que opera en el hemisferio sur. y el proyecto de astronomía terrestre más grande del mundo, el Atacama Large Millimeter Array (ALMA), un interferómetro para observaciones de longitudes de onda submilimétricas realizadas con 54 radiotelescopios de 12 metros y 12 de 7 metros. El Submillimeter Array (SMA) es otro interferómetro, ubicado en Mauna Kea, y consta de ocho radiotelescopios de 6 metros de diámetro. En Mauna Kea también se encuentra el mayor telescopio submilimétrico existente, el telescopio James Clerk Maxwell.

Desde la estratosfera

Con globos y aviones de gran altitud, se puede superar una mayor parte de la atmósfera. El experimento BLAST y SOFIA son dos ejemplos, respectivamente, aunque SOFIA también puede manejar observaciones en el infrarrojo cercano.

Desde la órbita

Las observaciones espaciales en longitudes de onda submilimétricas eliminan las limitaciones terrestres de la absorción atmosférica. El primer telescopio submilimétrico en el espacio fue el soviético BST-1M, ubicado en el compartimiento de equipo científico de la estación orbital Salyut-6. Estaba equipado con un espejo con un diámetro de 1,5 my estaba destinado a la investigación astrofísica en las regiones espectrales ultravioleta (0,2 - 0,36 micrones), infrarroja (60 - 130 micrones) y submilimétrica (300 - 1000 micrones), que son de interés. a quienes estén interesados en lo que permite estudiar las nubes moleculares en el espacio, así como obtener información sobre los procesos que tienen lugar en las capas superiores de la atmósfera terrestre.

El satélite de astronomía de ondas submilimétricas (SWAS) fue lanzado a la órbita terrestre baja el 5 de diciembre de 1998 como una de las misiones del Programa de Pequeños Exploradores (SMEX) de la NASA. La misión de la nave espacial es realizar observaciones específicas de nubes moleculares gigantes y núcleos de nubes oscuras. El foco de SWAS son cinco líneas espectrales: agua (H₂O), agua isotópica (H₂¹⁸O), monóxido de carbono isotópico ( ¹³CO), oxígeno molecular (O₂) y carbono neutro (C I).

El satélite SWAS fue reutilizado en junio de 2005 para brindar apoyo a la misión Deep Impact de la NASA. SWAS proporcionó datos sobre la producción de agua del cometa hasta finales de agosto de 2005.

La Agencia Espacial Europea lanzó una misión espacial conocida como Observatorio Espacial Herschel (anteriormente llamado Telescopio Submilimétrico y de Infrarrojo Lejano o FIRST) en 2009. Herschel desplegó el espejo más grande jamás lanzado al espacio (hasta diciembre de 2021, con el lanzamiento del telescopio espacial James Webb de infrarrojo cercano) y estudió la radiación en las bandas de ondas del infrarrojo lejano y submilimétricas. En lugar de una órbita terrestre, Herschel entró en una órbita de Lissajous alrededor de L2, el segundo punto lagrangiano del sistema Tierra-Sol. L2 se encuentra aproximadamente a 1,5 millones de kilómetros de la Tierra y la ubicación de Herschel allí redujo la interferencia de la radiación infrarroja y visible de la Tierra y el Sol. La misión de Herschel se centró principalmente en los orígenes de las galaxias y su formación.