Observatorios alrededor del mundo

Un observatorio es cualquier instalación diseñada para recoger y analizar luz u otras señales de objetos astronómicos. El observatorio científico en operación continua más antiguo, el Observatorio de París, fue fundado en 1667 bajo el rey Luis XIV de Francia, y el Observatorio Real de Greenwich siguió en 1675 bajo el rey Carlos II de Inglaterra. Durante la mayor parte de los tres siglos siguientes, la astronomía observacional significaba observaciones de luz visible desde telescopios terrestres ubicados en colinas, fincas o terrenos universitarios. El siglo veinte transformó esa tradición. Los avances en fundición de espejos, óptica activa, óptica adaptativa, electrónica de radio y vuelos espaciales abrieron ventanas completamente nuevas al universo, y se construyeron instalaciones especializadas en picos montañosos remotos, en cavernas profundas, bajo el hielo antártico y en órbitas de Lagrange Sol-Tierra donde las condiciones favorecen las observaciones requeridas.

Los observatorios modernos se clasifican primero por la banda de longitud de onda que observan y luego por su ubicación. Los observatorios ópticos y de infrarrojo cercano son generalmente terrestres y se ubican en grandes altitudes en lugares secos, oscuros y atmosféricamente estables. Los cuatro principales sitios ópticos en operación son el Mauna Kea en Hawái, el Cerro Paranal y Cerro Tololo en el Atacama chileno, el pico de Roque de los Muchachos en La Palma en las Islas Canarias, y las cumbres montañosas desérticas del suroeste estadounidense. Los radiobservatorios requieren zonas silenciosas de radio pero pueden operar a elevaciones más bajas. La astronomía de rayos X y rayos gamma, cuyos fotones no pueden penetrar la atmósfera, se realiza casi completamente desde el espacio. Una nueva generación de observatorios multimensajeros utiliza detectores sensibles a ondas gravitacionales o neutrinos de alta energía en lugar de radiación electromagnética.

Los observatorios son operados por agencias nacionales, consorcios multinacionales y grandes asociaciones universitarias. En los Estados Unidos, la astronomía terrestre se coordina principalmente a través de la Fundación Nacional de Ciencias y el sistema NOIRLab. Los programas espaciales son liderados por la Administración Nacional de Aeronáutica y del Espacio (NASA) y, en Europa, por la Agencia Espacial Europea (ESA). El Observatorio Europeo Austral (ESO), fundado en 1962, opera las principales instalaciones terrestres del hemisferio sur y cuenta con el apoyo conjunto de dieciséis estados miembros. El Observatorio Astronómico Nacional de Japón (NAOJ), el CSIRO en Australia, la Academia China de Ciencias y otros organismos nacionales operan instalaciones complementarias. Un número creciente de proyectos importantes, incluyendo el Atacama Large Millimeter Array y el Square Kilometre Array, están organizados como asociaciones científicas transnacionales.

El observatorio institucional moderno es una innovación del siglo diecisiete. El Observatorio de París, encargado en 1667 por el rey Luis XIV a instancias de la Académie royale des sciences, y el Observatorio Real de Greenwich, fundado en 1675 para apoyar la navegación marítima, establecieron el modelo de un observatorio financiado por el estado con personal permanente, observaciones publicadas y estrechos lazos con las academias científicas. El Observatorio Pulkovo de Rusia, fundado en 1839 a las afueras de San Petersburgo, se convirtió en la institución astronómica más importante del siglo diecinueve y estableció nuevos estándares para la astrometría de precisión. El Observatorio Naval de los Estados Unidos, fundado en 1830, se unió a una lista creciente de observatorios nacionales cuyo propósito original era la provisión de cronometraje y almanaques náuticos en lugar de investigación puramente científica.

Finales del siglo diecinueve y principios del veinte trajeron una serie de telescopios refractores y reflectores emblemáticos. El refractor de 40 pulgadas (1.02 metros) instalado en el Observatorio Yerkes en Williams Bay, Wisconsin, en 1897 sigue siendo el telescopio refractor más grande jamás construido para uso astronómico. El Telescopio Hooker de 100 pulgadas (2.54 metros), completado en el Observatorio Mount Wilson en el sur de California en 1917, fue el telescopio operativo más grande del mundo durante treinta y un años y fue el instrumento con el cual Edwin Hubble demostró en la década de 1920 que la Vía Láctea es una de muchas galaxias y que esas galaxias se alejan unas de otras, la observación que sustenta la cosmología moderna del universo en expansión. En 1948 el Telescopio Hale de 200 pulgadas (5.1 metros) en el Observatorio Palomar, también en el sur de California, sucedió al Hooker como el telescopio efectivo más grande del mundo y mantuvo ese título hasta que el primer Telescopio Keck vio primera luz en 1990.

La segunda mitad del siglo veinte vio el surgimiento de observatorios internacionales construidos especialmente en sitios altos y secos. El Observatorio Nacional Kitt Peak en Arizona (1958), el Observatorio Interamericano Cerro Tololo en Chile (1962), los Observatorios del Mauna Kea en Hawái (1970), y el Observatorio del Roque de los Muchachos en las Islas Canarias (1985) crecieron todos hasta convertirse en importantes campus multitelescopio. Los lanzamientos del Observatorio Einstein en 1978, el Satélite Astronómico Infrarrojo en 1983 y sobre todo el Telescopio Espacial Hubble en 1990 abrieron bandas de longitud de onda que la atmósfera bloquea y marcaron el movimiento decisivo de la astronomía hacia el espacio.

Colocar un telescopio en órbita elimina los efectos de distorsión de la atmósfera y abre bandas de longitud de onda que de otro modo son absorbidas por el aire. La astronomía ultravioleta, de rayos X y rayos gamma son posibles solo desde el espacio. La astronomía infrarroja también es mucho más productiva por encima de la atmósfera, porque tanto la atmósfera como el telescopio mismo irradian en el infrarrojo y ahogan las fuentes celestes tenues. La flota espacial ahora incluye aproximadamente dos docenas de importantes observatorios operativos distribuidos a través del espectro electromagnético.

El Telescopio Espacial Hubble, lanzado el 24 de abril de 1990 a bordo del transbordador espacial Discovery, es un observatorio ultravioleta, óptico y de infrarrojo cercano de 2.4 metros en una órbita terrestre baja de 540 kilómetros. Su espejo primario fue famosamente pulido con la prescripción incorrecta y produjo imágenes borrosas en el lanzamiento. Un paquete de óptica correctiva e instrumentos nuevos instalados por astronautas en la Misión de Servicio 1 en diciembre de 1993 restauraron el rendimiento del Hubble, y cuatro misiones de servicio posteriores extendieron las capacidades del telescopio hasta al menos finales de la década de 2020. El Hubble ha producido las imágenes astronómicas más reproducidas de la historia y sigue siendo un pilar de la comunidad astronómica internacional.

El Observatorio de Rayos X Chandra, lanzado en julio de 1999 en el transbordador espacial Columbia, es el observatorio insignia de rayos X de la NASA. Su órbita altamente elíptica lo lleva un tercio del camino hacia la Luna y permite observaciones largas e ininterrumpidas. El Telescopio Espacial Spitzer, lanzado en 2003, operó en el infrarrojo medio y lejano hasta que su refrigerante de helio se agotó en 2009; continuó en una configuración más cálida hasta que la misión finalizó en enero de 2020. La misión Kepler de la NASA (2009 a 2018) y su sucesora el Satélite de Sondeo de Exoplanetas en Tránsito (TESS, lanzado en 2018) descubrieron la gran mayoría de los exoplanetas actualmente catalogados mediante el método de tránsito. La misión Gaia de la Agencia Espacial Europea, lanzada en 2013, está produciendo el mapa tridimensional más preciso de la Vía Láctea jamás realizado, con posiciones astrométricas y movimientos para casi dos mil millones de estrellas.

El Telescopio Espacial James Webb (JWST), lanzado en un Ariane 5 desde la Guayana Francesa el 25 de diciembre de 2021, es el telescopio más grande y complejo jamás enviado al espacio. Su espejo primario segmentado de 6.5 metros y su parasol de cinco capas operan en el punto de Lagrange L2 Sol-Tierra, aproximadamente 1.5 millones de kilómetros de la Tierra, donde el enfriamiento pasivo mantiene los instrumentos por debajo de cincuenta kelvin. El JWST está optimizado para el infrarrojo cercano y medio y está diseñado para observar las galaxias más tempranas, viveros estelares y atmósferas de exoplanetas. La misión Euclid de la ESA, lanzada en julio de 2023, es un telescopio de campo amplio de 1.2 metros que mapea la energía oscura y la materia oscura a través de un tercio del cielo.

La astronomía multimensajero utiliza señales no electromagnéticas, principalmente ondas gravitacionales y neutrinos de alta energía, para estudiar fuentes astrofísicas que están oscurecidas, distantes o de otro modo inaccesibles para telescopios basados en fotones. La primera detección directa de una onda gravitacional se realizó el 14 de septiembre de 2015 por el Observatorio de Ondas Gravitacionales por Interferometría Láser (LIGO), que identificó la inspiral y fusión de un par de agujeros negros de masa estelar a una distancia de aproximadamente 1.3 mil millones de años luz. Los tres fundadores de LIGO recibieron el Premio Nobel de Física de 2017 por ese descubrimiento. Una detección conjunta de ondas gravitacionales y radiación electromagnética de la fusión de estrellas de neutrones GW170817 el 17 de agosto de 2017, por LIGO, Virgo y más de setenta observatorios de seguimiento inauguró la era de la astronomía multimensajero en su totalidad.

LIGO consiste en dos interferómetros Michelson de 4 kilómetros con cavidades Fabry-Pérot en los brazos, uno en Hanford en el estado de Washington y el otro en Livingston en Luisiana. Un tercer instrumento comparable, Virgo, con brazos de 3 kilómetros, es operado por el Observatorio Gravitacional Europeo cerca de Cascina, Italia. El detector KAGRA de 3 kilómetros cerca de la mina Kamioka en Japón, construido dentro de una montaña de granito para reducir el ruido sísmico y usando espejos criogénicos, se unió a la red internacional en su tercera ejecución de observación. Juntos LIGO, Virgo y KAGRA ahora publican detecciones en un programa de observación continuo bajo un acuerdo formal de intercambio de datos.

El Observatorio de Neutrinos IceCube en la Estación del Polo Sur Amundsen-Scott en la Antártida instrumenta un kilómetro cúbico de la capa de hielo antártica con 5,160 sensores ópticos congelados en ochenta y seis cuerdas verticales a profundidades entre 1,450 y 2,450 metros. Los neutrinos de alta energía que interactúan en el hielo producen secundarios cargados cuya luz Cherenkov es cronometrada y triangulada para reconstruir la dirección del neutrino. En 2017 IceCube identificó un solo neutrino de alta energía que, en combinación con observaciones de seguimiento por telescopios de rayos gamma, ópticos y de radio, fue rastreado hasta el blazar TXS 0506+056, proporcionando la primera identificación de una fuente extragaláctica de neutrinos astrofísicos. Se operan instalaciones complementarias de neutrinos en el lago Baikal en Rusia y en el mar Mediterráneo (KM3NeT).

Tres instalaciones ópticas terrestres emblemáticas están en puesta en servicio o en construcción y definirán la astronomía observacional para la próxima generación. El Observatorio Vera C. Rubin, anteriormente conocido como el Gran Telescopio de Rastreo Sinóptico, está ubicado en Cerro Pachón en Chile cerca de los telescopios existentes Gemini South y SOAR. Su espejo primario-terciario de 8.4 metros y cámara de 3.2 gigapíxeles, la cámara digital más grande jamás construida para cualquier propósito, fotografiará todo el cielo austral aproximadamente cada tres noches durante diez años, produciendo un catálogo de dominio de tiempo de miles de millones de objetos y un registro sin precedentes de fenómenos variables y transitorios. La primera luz para verificación del sistema se logró a finales de 2025 y el Legado de Rastreo del Espacio y el Tiempo de diez años está programado para comenzar en 2026.

El Telescopio Extremadamente Grande (ELT) en construcción en Cerro Armazones en el norte de Chile es un proyecto del Observatorio Europeo Austral. Con un espejo primario segmentado de 39.3 metros de diámetro, el ELT tendrá aproximadamente trece veces el área colectora de cualquier telescopio óptico individual existente. Su sistema de óptica adaptativa, que utiliza estrellas guía láser y miles de actuadores de espejo controlados individualmente, está diseñado para aproximarse al límite de difracción en longitudes de onda visibles e infrarrojas cercanas. La primera luz está planificada para más adelante en esta década. El Telescopio Gigante Magallanes en el Observatorio Las Campanas en Chile y el Telescopio de Treinta Metros, cuya ubicación permanece bajo revisión, son proyectos de escala comparable liderados por Estados Unidos.

En radioastronomía, el Square Kilometre Array (SKA) es el principal proyecto internacional de la próxima década. Albergado tanto en Sudáfrica como en Australia y coordinado por la organización intergubernamental Observatorio SKA con sede en Jodrell Bank en el Reino Unido, el SKA eventualmente comprenderá miles de antenas parabólicas y antenas dipolo de baja frecuencia trabajando juntas. La construcción de los dos primeros subarreglos, SKA-Mid en el Karoo sudafricano y SKA-Low en Australia Occidental, comenzó en 2022, con el arreglo MeerKAT existente en Sudáfrica y el Buscador de Caminos SKA Australiano (ASKAP) sirviendo como precursores y eventualmente como componentes integrados del sistema más grande. El SKA está diseñado para estudiar el universo temprano durante la época de reionización y para realizar rastreos de todo el cielo de los campos magnéticos y el contenido de hidrógeno neutro del cosmos.

El rendimiento de un observatorio terrestre depende de la calidad del cielo nocturno sobre él, y los astrónomos han trabajado durante décadas para proteger los sitios de observación de la contaminación lumínica, la interferencia de radiofrecuencia y la contaminación atmosférica. La Unión Astronómica Internacional (IAU), a través de su Comisión B7 sobre Protección de Sitios de Observatorio Existentes y Potenciales y la iniciativa Cielos Oscuros y Silenciosos para la Ciencia y la Sociedad, coordina la defensa internacional para la preservación de sitios de observatorio. La IAU trabaja con gobiernos nacionales y locales para fomentar ordenanzas de iluminación que limiten la iluminación exterior, requieran accesorios blindados y favorezcan lámparas de color cálido sobre LEDs blancos ricos en azul que se dispersan más fuertemente en la atmósfera. El Ministerio del Medio Ambiente de Chile, la Ley del Cielo española de 1988 en La Palma y las designaciones de Reserva Internacional de Cielo Oscuro administradas por DarkSky International son todos ejemplos de implementaciones exitosas.

Los radiobservatorios requieren una forma diferente de protección. La Zona Silenciosa de Radio Nacional de los Estados Unidos, establecida por la Comisión Federal de Comunicaciones y el Comité Asesor Interdepartamental de Radio en 1958, cubre aproximadamente 33,700 kilómetros cuadrados de Virginia Occidental y Virginia y restringe las transmisiones de radio fijas y móviles en un núcleo de diez millas alrededor del sitio de Green Bank. El Observatorio de Radioastronomía Murchison en Australia Occidental, donde se está construyendo el arreglo SKA-Low, está protegido de manera similar por una Zona Silenciosa de Radio Australiana. La Unión Internacional de Telecomunicaciones ha reservado varias bandas de radiofrecuencia para uso de radioastronomía, sobre todo la banda de 1400 a 1427 MHz que contiene la línea de hidrógeno de 21 centímetros.

Desde 2019 la rápida proliferación de constelaciones de satélites en órbita terrestre baja, principalmente el sistema Starlink de SpaceX pero incluyendo OneWeb, el Proyecto Kuiper de Amazon y constelaciones chinas, ha introducido una nueva forma de contaminación del cielo. Los rastros brillantes de satélites en imágenes tomadas por telescopios ópticos de campo amplio como el Observatorio Vera Rubin, y las emisiones de radio de enlaces descendentes de satélites que interfieren con bandas astronómicas protegidas, han provocado expresiones formales de preocupación de la IAU, de la Sociedad Astronómica Estadounidense y del Comité de las Naciones Unidas sobre la Utilización del Espacio Ultraterrestre con Fines Pacíficos. SpaceX y varios otros operadores han implementado tratamientos de oscurecimiento y diseños de parasoles para reducir el brillo óptico de sus satélites. El impacto a largo plazo de las megaconstelaciones en la observación terrestre es un área activa de investigación y negociación regulatoria.

Las citas detalladas, referencias de datos y fuentes institucionales para todo el contenido de CountryReports se enumeran en la página de Fuentes. Las siguientes agencias espaciales, consejos nacionales de investigación, consorcios de observatorios y uniones científicas internacionales son las autoridades principales en las que nos basamos para el contenido de observatorios y telescopios.

Agencias espaciales y observatorios espaciales

• NASA — Telescopio Espacial Hubble — Páginas de la misión, historias de misiones de servicio y estado operativo del HST, operado conjuntamente por la NASA y la ESA.
• NASA — Telescopio Espacial James Webb — Descripción general de la misión, documentación de instrumentos, informes de puesta en servicio y resultados científicos del JWST.
• Observatorio de Rayos X Chandra (NASA/CfA) — Observatorio Astrofísico Smithsoniano y operaciones conjuntas del Centro de Vuelo Espacial Marshall de la NASA del observatorio insignia de rayos X de la NASA.
• Instituto de Ciencias del Telescopio Espacial (STScI) — Centro de operaciones científicas para Hubble, JWST y el próximo Telescopio Espacial Nancy Grace Roman, operado para la NASA por la Asociación de Universidades para la Investigación en Astronomía.
• Agencia Espacial Europea — Ciencia Espacial — Gaia, Euclid, XMM-Newton, INTEGRAL y otras misiones de observatorio de la ESA.

Consorcios de observatorios terrestres

• Observatorio Europeo Austral (ESO) — Opera el Very Large Telescope en Paranal, la asociación ALMA y el Telescopio Extremadamente Grande en Cerro Armazones. Dieciséis estados miembros.
• NSF NOIRLab — Operaciones coordinadas de la Fundación Nacional de Ciencias de EE.UU. de Gemini, Kitt Peak, Cerro Tololo, el Centro de Datos y Ciencia Comunitaria y el próximo Observatorio Vera C. Rubin.
• Observatorio Nacional de Radioastronomía (NRAO) — Opera el Jansky Very Large Array y el Very Long Baseline Array y es el socio estadounidense en ALMA. Una instalación de la NSF administrada por Associated Universities, Inc.
• Observatorio Green Bank — Operador del Telescopio Green Bank Robert C. Byrd de 100 m por 110 m en la Zona Silenciosa de Radio Nacional.
• Observatorio Astronómico Nacional de Japón (NAOJ) — Operador del Telescopio Subaru de 8.2 m en Mauna Kea y la asociación japonesa de ALMA.
• Universidad de Hawái — Observatorios del Mauna Kea — Descripción general del Instituto de Astronomía del campus del Mauna Kea y sus inquilinos de telescopios.
• CSIRO Australia Telescope National Facility — Red nacional de radiobservatorios de Australia incluyendo el Parkes de 64 m, el Australia Telescope Compact Array y el precursor ASKAP del SKA.
• Consejo Nacional de Investigación de Canadá — CFHT — Operaciones canadienses del Telescopio Canadá-Francia-Hawái en Mauna Kea.

Instalaciones multimensajero y de próxima generación

• Laboratorio LIGO (Caltech/MIT) — El Observatorio de Ondas Gravitacionales por Interferometría Láser; detectores de Hanford (Washington) y Livingston (Luisiana) financiados por la Fundación Nacional de Ciencias.
• Observatorio Gravitacional Europeo — Virgo — Opera el interferómetro Virgo de 3 km cerca de Cascina, Italia, en asociación científica con LIGO y KAGRA.
• Observatorio de Neutrinos IceCube — Universidad de Wisconsin-Madison, la institución líder del observatorio. Un kilómetro cúbico de hielo antártico instrumentado en el Polo Sur.
• Observatorio Vera C. Rubin — Instalación conjunta DOE/NSF en Cerro Pachón, Chile, realizando el Legado de Rastreo del Espacio y el Tiempo de diez años.
• Observatorio SKA (SKAO) — Organización intergubernamental con sede en Jodrell Bank, coordinando la construcción y operaciones del Square Kilometre Array en Sudáfrica y Australia.
• Observatorio Radioastronómico de Sudáfrica (SARAO) — Operador del arreglo MeerKAT y el sitio precursor SKA-Mid en el Karoo.

Uniones científicas internacionales y revistas

• Unión Astronómica Internacional (IAU) — Organismo profesional global para astrónomos, responsable de la nomenclatura astronómica y de la iniciativa Cielos Oscuros y Silenciosos.
• The Astronomical Journal (AJ) — Revista revisada por pares de la Sociedad Astronómica Estadounidense, publicada por IOP; astronomía observacional y estudios del sistema solar.
• The Astrophysical Journal (ApJ) — Revista revisada por pares de la Sociedad Astronómica Estadounidense, publicada por IOP; revista principal de investigación astrofísica.
• Astronomy & Astrophysics (A&A) — Revista astronómica europea revisada por pares patrocinada por un consorcio de sociedades astronómicas nacionales.

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