Aunque las imágenes del telescopio espacial James Webb (JWST) nos han sorprendido por su belleza y detalle, lo que vemos es el resultado de un complejo proceso de calibración y transformación de datos que no es exclusivo del telescopio espacial James Webb. Nuestros ojos solo pueden ver una pequeña parte del espectro electromagnético. Los telescopios actuales nos permiten explorar longitudes de onda invisibles a nuestros ojos, desde las más energéticas, como los rayos gamma, hasta las ondas de radio. Todas las longitudes de onda y sus combinaciones nos permiten explorar y explicar el universo.
Esto ha sido posible gracias a las diferentes y variadas herramientas de observación que el ser humano ha construido. El JWST nos ofrece una sección del óptico e infrarrojo; con Chandra podemos observar rayos X; el Hubble nos permite ver el ultravioleta, visible e infrarrojo. Por otro lado, Cherenkov detecta altas energías; ALMA observa en el milimétrico principalmente; y el VLA nos muestra las ondas de radio, que van desde los kilómetros hasta algunos milímetros. Es en esta última longitud de onda, la de radio, la que exploraremos a continuación.
En la radioastronomía se utilizan los radiotelescopios, que pueden ser de una sola antena o un conjunto de antenas. En este último caso, las señales de cada antena se combinan para simular una antena más grande y obtener imágenes de mayor resolución. Estos grupos se conocen como interferómetros. Las antenas y los interferómetros recolectan la luz para tomar una "foto", en la que cada píxel contiene una gran cantidad de información que nuestros ojos no pueden procesar directamente. Algunos ejemplos de interferómetros serían el JVLA en EUA, ATCA en Australia, MeerKAT, que es un precursor del SKAO en África, el Very Long Baseline Array (VLBA) en América, el EVN en Europa, la Red Japonesa VLBI (JVN), la Red Coreana VLBI (KVN), e inclusive ALMA en Chile.
El procesamiento meticuloso de imágenes astronómicas comienza verificando la calidad de los datos recopilados. La calibración de datos consiste en corregir errores instrumentales y eliminar el ruido asociado con las observaciones. En ocasiones, se utilizan fuentes de referencia conocidas para asegurarse de que las observaciones sean coherentes. Por ejemplo, si usamos una regla para medir en una hoja de papel una línea de 5 cm, la regla es nuestra fuente de referencia. Así, en astrofísica se utilizan objetos estudiados con anterioridad para que sean la referencia asegurando que las herramientas de observación, en este caso los interferómetros, realicen un trabajo adecuado. Ahora, ¿qué tipo de objetos nos ayudan a realizar las comparativas? Bueno, depende de la distancia a la que estemos observando, el objetivo científico, la longitud de onda que usemos, entre otros factores, cada método tiene su particularidad, ventaja y complejidad.
Continuando con el procesamiento, se utilizan algoritmos de limpieza para eliminar el ruido y las interferencias, revelando la estructura real de los objetos. Las y los astrofísicos usamos una variedad de técnicas matemáticas y computacionales para extraer información de las señales de radio. Por ejemplo, actualmente tenemos la posibilidad de editar las fotos que tomamos con nuestros celulares: podemos reducir el brillo que la cámara capta, podemos aumentar el contraste o las sombras; inclusive algunos celulares ya incluyen ciertas ediciones predeterminadas para que nuestra piel se vea suave. Bueno, en la radioastronomía ocurre algo “similar”, las señales que captadas pueden ser "borrosas" o tener "ruido". Aquí es donde entran en juego las matemáticas y los códigos.
Pero aún no hemos explicado por qué utilizar las ondas de radio para observar el universo. Las ondas de radio tienen la propiedad de atravesar regiones opacas del medio interestelar, es decir, regiones donde hay material (polvo y gas) concentrado, como si el humo de un auto viejo nos impidiese ver el otro lado de la calle. Las ondas de radio nos permiten observar lo que las ondas de luz visible no. Esto es posible ya que las ondas de radio contienen menor energía y mayor longitud de onda, lo que provoca que la interacción con partículas de polvo o gas interestelar sea menor. Otra excelente ventaja que ofrece es el hecho de que nos permite explorar los campos electromagnéticos.
Existen otras bondades en la radioastronomía, pero justo regresaremos a la línea de pensamiento con la que iniciamos, lo cual nos puede llevar a preguntarnos: ¿las imágenes de radio tienen los mismos colores que las imágenes que vemos del Hubble o JWST? La respuesta es no. En radioastronomía, la asignación de color es un proceso científico y creativo que permite destacar características particulares de las fuentes de radio. Se utilizan paletas de colores falsas para representar diferentes características de la emisión porque las ondas de radio no tienen un color intrínseco, a diferencia de la luz visible. El objetivo científico determina la elección de la paleta de colores y de preferencia, la asignación de color debe ser significativa y coherente para que las imágenes transmitan información precisa.
En conclusión, la respuesta a la pregunta "¿Es cierto que... solo los telescopios como el Hubble o JWST pueden tomar fotos del universo?" es un rotundo ¡no! La radioastronomía nos permite observar fenómenos y estructuras que serían invisibles a nuestros ojos o a los telescopios ópticos convencionales. Las y los astrónomos transforman los datos invisibles en representaciones visuales asombrosas y reveladoras del universo que nos rodea a través de técnicas de procesamiento de imágenes y asignación de color. Por lo tanto, recuerda que la luz visible y las ondas de radio junto con las demás longitudes de onda son una de las mejores herramientas que el humano posee para poder develar lo que sucede en el universo.
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