Jefferson Steven Arias Castro es magíster en Astronomía de la Universidad Nacional de Colombia (Unal), tiene 28 años y es el creador de la primera cámara heliosférica para imágenes espectrales del país, lo que significa un hito de la astronomía colombiana. Además, en América Latina es escasa este tipo de tecnología.
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Se trata de un instrumento que permite observar al Sol de manera más detallada, en regiones como la corona solar –capa extremamente caliente cuyas erupciones pueden impactar en la Tierra–, o el viento solar, que son partículas que se desprenden constantemente y que tienen un efecto marcado en la atmósfera de la Tierra y en el espacio.
“Una cámara heliosférica se diseña para obtener información espectral, en nuestro caso, para observar al Sol entre los 400 y 600 nanómetros (nm), lo cual es bien interesante porque en esta región ocurren fenómenos que son incógnitas para nosotros. Queremos obtener datos del calentamiento coronal. Por ejemplo, si tú te comienzas a alejar del Sol, la temperatura va aumentando y esto es contraintuitivo porque a medida que uno se aleja de una fuente que está caliente, tiende a disminuir la temperatura”, explica el astrónomo.
Según el investigador, hay capas del Sol en las que la temperatura no pasa de los 5.777 grados kelvin, pero cuando nos alejamos de allí el número puede aumentar hasta el millón y no se sabe qué ocurre en el intermedio. Esta cámara podría ayudar a comprender el fenómeno.
Desde años atrás, Jefferson Steven se había interesado en diseñar una cámara de este tipo para monitorear la cantidad de energía que el Sol almacena y libera súbitamente en determinados momentos y cuya intensidad ayudaría a desentrañar las condiciones del clima del espacio y analizar si los satélites de la Tierra estarían expuestos a peligros y daños a causa de los rayos solares.
“Los satélites de la Tierra están constantemente siendo bombardeados por partículas cargadas de radiación, en eventos energéticos que se llaman llamaradas solares. Desde la Tierra no lo vemos porque el campo magnético nos protege, pero en el espacio es de vital importancia proteger la electrónica e instrumentos de comunicación como satélites y telescopios”, dice Jefferson Steven.
Con esta creación, las misiones espaciales también se beneficiarán, asegurando la protección de equipos electrónicos de las naves y la planificación para determinar cuál es la mejor ruta para abordar las misiones.
Sobre la cámara
La cámara se encuentra disponible en este momento en el Observatorio Astronómico Nacional (OAN) de la Unal. Jefferson Steven recibió ayuda de los profesores Benjamín Calvo Mozo de la OAN y Juan Carlos Martínez de la Universidad de California en Berkeley.
La tecnología es una caja que contiene lentes puestos de manera muy precisa, en una especie de circuito que puede rotar y que tiene el alineamiento necesario para observar al Sol entre los 400 y 600 nm.
Fue construida con una capa de duraluminio (aleación de aluminio, cobre, manganeso y magnesio) y otros materiales relacionados con la óptica, como lentes especiales con características adecuadas y capacidad de captar una imagen más clara del Sol; además de detectores de imagen y cables de fibra óptica.
Una de sus mayores ventajas es que se ajusta a cualquier telescopio, y también tiene una resolución del orden de los 0,3 nm. Para el diseño fue indispensable la ayuda del profesor Yobani Mejía, del Departamento de Física de la Unal.
“El instrumento está en una placa de 50 x 50 centímetros con una altura de 20 centímetros y tiene la capacidad de tomar una imagen completa cada dos minutos. Además, es una opción de bajo costo, al ser un instrumento que no supera los 2.000 dólares. Otras cámaras desarrolladas en otros países pueden costar dos millones de dólares”, compara el astrónomo. Por lo que es muy alto el costo-beneficio.
El telescopio está conectado a la cámara por medio de los cables de fibra óptica y la información que toma es enviada a este artefacto, y luego se analiza en un software especial, en el que se reconstruye la imagen de las longitudes de onda del Sol captadas.
Analizar este rango de longitudes de onda da una idea sobre los procesos específicos de la acumulación de energía en el Sol y sus zonas. Es importante recalcar que la fibra óptica es determinante para obtener mejores imágenes, y que el proceso se potencia según el número que se tenga conectado al telescopio.
La cámara diseñada por el investigador Arias cuenta con 12 cables de fibra óptica (OM4), pero las cámaras más especializadas en el mundo, como una que está en Hawái, tienen hasta 20.000, una diferencia notable.
La cámara se encuentra disponible en el Observatorio Astronómico de la Unal y cualquier investigador se puede acercar para hacer ciencia con ella. No solo se puede estudiar al Sol, también otros objetos celestes.
“Si alguien quiere hacer un estudio de planetas, galaxias o nebulosas también puede hacerlo. Con una de las fibras ópticas se puede obtener información de la Gran Mancha Roja de Júpiter y si pones otra fibra más al polo, podrías ver qué ocurre en esas anomalías genéticas”, finaliza el astrónomo.
Si está interesado en realizar alguna investigación con esta cámara, el correo del investigador es jsariasc@unal.edu.co.
Por último, estos aportes cobran mayor relevancia en un contexto en el que Colombia busca potenciar una agencia espacial para acercar al país a los últimos avances en esta área, es decir, que tenga autonomía y gobernanza sobre temas que le conciernen de manera directa, como por ejemplo los dos satélites que orbitan alrededor de la Tierra (Libertad 1 y Chiribiquete), y una de cuyas misiones principales es analizar los gases de efecto invernadero emitidos en el territorio nacional.
