Un grupo de investigadores propone construir el Telescopio Definitivamente Grande para observar las estrellas más viejas del universo. Algo necesario si queremos poder ver las estrellas de Población III. Fueron las primeras que existieron en el universo, y su estudio sería muy útil…
El Telescopio Definitivamente Grande es solo un concepto
Hay que tener claro que estamos, únicamente, ante un concepto. Al menos por ahora. El Telescopio Definitivamente Grande es una propuesta de un grupo de investigadores. El objetivo es poder detectar las estrellas más viejas del universo. Su luz está extremadamente desplazada al rojo. Ni siquiera el telescopio James Webb, cuando se lance, será capaz de captar su brillo. Tiene, lógicamente, sus propias limitaciones. Para poder observar esas primeras estrellas, es necesario disponer de un telescopio que sea todavía más grande.
En términos prácticos, sí que hay que mencionar que el telescopio James Webb será muy útil. Permitirá entender mucho mejor cómo era el universo en sus primeras etapas. Pero tarde o temprano tendrá un sucesor. Una herramienta aun más sofisticada y potente que permita seguir ampliando nuestro conocimiento. De esa necesidad, nace el razonamiento para plantear la construcción del Telescopio Definitivamente Grande. Es una traducción aproximada del nombre propuesto en inglés: The Ultimately Large Telescope.
El objetivo es tan sencillo de entender como difícil de conseguir. Las estrellas se dividen en tres poblaciones. La población I, II y III. Las estrellas de población III son las estrellas más viejas. Fueron las primeras en formarse en el universo. Solo tenían a su disposición los elementos del Big Bang: hidrógeno, helio y pequeñas cantidades de litio y berilio. Al ser las primeras estrellas, su metalicidad es muy baja. Hay que recordar que, en astronomía, todos los elementos más allá del hidrógeno y el helio son considerados metales.
Las estrellas de Población III son todo un enigma
Las estrella de Población II son las pertenecientes a la segunda generación. Llegaron justo después de la población III, con una metalicidad más alta. Estas estrellas incorporan elementos que se formaron en el interior de las primeras estrellas. Por último, tenemos la población I. Esta es la tercera generación de estrellas. El Sol pertenece a este grupo. Tienen una metalicidad más alta que el resto de grupos. Cada población de estrellas crea una mayor cantidad de metales, que se incorporan en las estrellas de las generaciones posteriores.
Aun así, la metalicidad del Sol es de un 1,4%. Es decir, estas estrellas siguen siendo prácticamente hidrógeno. Pero, sea como fuere, la población III resulta interesante por motivos obvios. Fueron las primeras estrellas del cosmos. A través de su estudio se puede entender mucho mejor cómo fue la infancia del cosmos. Para poder estudiar el universo, en esas distancias tan extremas, es necesario recurrir a los telescopios infrarrojos. El telescopio James Webb observa el infrarrojo cercano, lo que le permite estudiar la luz de las primeras galaxias.
No es capaz, sin embargo, de ver más lejos. No puede alcanzar la época en la que no había galaxias sino solo estrellas. Por eso se plantea la construcción del Telescopio Definitivamente Grande. Así, se podría estudiar las particularidades de estos astros. Al no tener casi metales, se formaron y evolucionaron de una forma diferente. Se cree que fueron estrellas mucho más masivas que lo observado en las generaciones posteriores. Estrellas con cientos de veces la masa del Sol. Sus vidas fueron increíblemente breves, consumiendo su hidrógeno muy rápido.
¿Un festival de supernovas?
Algunos investigadores también han planteado que estas estrellas explotaron como supernovas. Concretamente, supernovas de inestabilidad de pares. Se denominan así porque el proceso produce pares de electrones y positrones, en la estrella, que provocan el colapso del astro. Después, llega la explosión termonuclear de la estrella en la supernova. Pero solo es una hipótesis, que se apoya en las observaciones y comprensión de otras poblaciones de estrellas. De ahí la necesidad de disponer de algo como el Telescopio Definitivamente Grande.
Según explican los investigadores, tiene que ser lo suficientemente potente para detectar los lugares en los que se formaron las estrellas de población III. La teoría dice que las galaxias grandes se formaron dentro de coronas de materia oscura. Las estrellas de población III también, pero en coronas mucho más pequeñas. Por lo que, para encontrarlas, puede ser necesario observar esas pequeñas coronas. Es algo que el telescopio James Webb, a pesar de los avances que incorporará, no será capaz de conseguir observar, por ser demasiado tenues.
Para que funcione, el Telescopio Definitivamente Grande necesitará un espejo de 100 metros. Es descomunalmente grande. El Telescopio Extremadamente Grande, en construcción, tendrá un espejo de 39,3 metros, formado por 798 segmentos. Es algo que está poniendo a prueba el límite de nuestra ingeniería. Un espejo de 100 metros podría ser, directamente, algo imposible con la tecnología actual. Pero los investigadores creen que es algo que se debería poder llevar a cabo en un futuro cercano. Con la tecnología de mediados de este siglo.
¿Dónde se construiría el Telescopio Definitivamente Grande?
Lo más llamativo es que este telescopio no se construiría en la Tierra. Debería construirse en la Luna. Es el único lugar factible. Pero eso plantea sus propios retos. Por su tamaño, no se podría lanzar al espacio y ponerlo en órbita en un punto de Lagrange, como pasará con el telescopio James Webb. Tampoco se puede construir en nuestro planeta, porque la interferencia de la atmósfera dificultaría las observaciones. El lugar apropiado, según han explicado, debería ser un cráter lunar, en el que haya una sombra permanente.
Aun así, tendría que ser enfriado de forma criogénica. El Telescopio Definitivamente Grande estaría en un polo lunar. Apuntaría siempre al zenit y no tendría una montura articulada. Su área de observación, por tanto, estaría limitada por el propio movimiento de la Luna. Las observaciones podrían ser de días, y se podría ampliar con la ayuda de alguna instalación de rastreo. Pero, en cualquier caso, es imposible construir este telescopio en la actualidad. El estudio ni siquiera se adentra mucho en los detalles técnicos. Está más enfocado a su uso.
Sea como fuere, la idea es interesante. Por un lado, porque permitiría estudiar las primeras estrellas del universo. Por otro, porque estamos hablando de un proyecto muy alejado de lo que podemos llevar a cabo en la actualidad. La idea de construir un telescopio óptico de 100 metros de diámetro es un reto. Si le sumamos el tener que construirlo en nuestro satélite, donde ni siquiera tenemos presencia permanente, nos damos cuenta de que estamos ante algo que parece una quimera. Pero sabemos que no siempre será así…
El Telescopio Definitivamente Grande no estaría solo
También es verdad que, si se construye en algún momento, el Telescopio Definitivamente Grande no estará solo. La Luna es un buen lugar para construir radiotelescopios. La NASA está financiando un estudio sobre este tipo de telescopios. El proyecto se llama Lunar Crater Radio Telescope (LCRT). Se construiría en el interior de un cráter. La idea ni siquiera es nueva, porque ya se planteó durante el programa Apolo. Richard Vondrak, uno de los investigadores del programa, ya imaginó la posibilidad de construir radiotelescopios en cráteres lunares.
No solo eso, la misión Apolo llevó un telescopio a la Luna. El 21 de abril de 1972 aterrizó la misión Apolo 16. A bordo llevaban un telescopio ultravioleta, que tomó 178 imágenes del universo. China también ha llevado telescopios a la Luna. El aterrizador Chang’e-3 llevó un telescopio de control remoto en 2013. En 2019, el aterrizador Chang’e-4 llevó un pequeño radiotelescopio a nuestro satélite. Son ejemplos, en una escala muchísimo más pequeña, de que nuestro satélite es definitivamente un lugar muy interesante para este tipo de telescopios.
La pregunta, lógicamente, es si realmente llegaremos a ver algún día un telescopio como el descrito aquí. No sería la primera vez que se plantea la construcción de un gran telescopio para, finalmente, quedar descartado. Ya pasó con el Telescopio Abrumadoramente Grande. Su construcción fue cancelada y no parece haber planes de recuperarlo. Pero no es menos cierto, por otro lado, que la posibilidad de estudiar estrellas de Población III es muy importante. Es imprescindible para entender cómo fueron los primeros astros del cosmos…
Estudio
El estudio es A. Schauer, N. Drory y V. Bromm; «The Ultimately Large Telescope – what kind of facility do we need to detect Population III stars?». Puede consultarse en la plataforma arXiv.
Referencias: Universe Today
