Observatorio Rubin estrena gigantesco espejo principal único en el mundo

Con un prístino recubrimiento reflectante del espejo principal de 8,4 metros con una capa de plata, Rubin prepara el camino para importantes descubrimientos en los próximos años

30 Abril 2024

Con su brillante, nuevo recubrimiento de plata, el espejo primario/terciario del Observatorio Vera C. Rubin está a un paso más cerca de revolucionar la forma en que los astrónomos capturan y estudian el Universo. El espejo serán instalados pronto en el telescopio Simonyi, donde se recolectará la luz de objetos y eventos celestiales distantes durante el Estudio de la Posteridad del Espacio y Tiempo (LSST por sus siglas en inglés) por 10 años y que comenzará en 2025.

El Observatorio Vera C. Rubin, logró un importante hito con el exitoso recubrimiento del espejo primario/terciario de 8,4 metros con plata protegida el pasado 27 de abril de 2024, en un evento crucial que anticipa la próxima entrada en operaciones del observatorio que va a revolucionar los campos de la astronomía y la astrofísica con su Investigación de Espacio y Tiempo para la Posteridad (LSST por sus siglas en inglés) de 10 años que comienza en 2025. Rubin es una instalación astronómica de próxima generación, aún en construcción en Chile, financiada por la Fundación Nacional de Ciencias (NSF) y el Departamento de Energía (DOE), ambas instituciones de Estados Unidos.

“Este hito representa no sólo una increíble hazaña de ingeniería, sino también un paso importante hacia una transformadora nueva era de avance científico”, expresó el Director de Programa de NSF para el Observatorio Rubin, Edward Ajhar.

El espejo primario/terciario del Observatorio Rubin es una pieza única en el mundo y se trata de un componente integral del sistema óptico del telescopio, que también incluye un espejo secundario de 3,4 metros y la Cámara LSST, la cámara digital más grande del mundo. La fabricación del espejo comenzó antes que el resto de los dispositivos del Observatorio Rubin, gracias a importantes donaciones del Fondo Charles Simonyi para las Artes y Ciencias y del fundador de Microsoft, Bill Gates. El espejo de 8,4 metros está formado por dos superficies ópticas, cada una con una curvatura diferente, combinadas en una gran estructura del ancho de una cancha de tenis. La singular integración de los dos espejos en una misma superficie, redujo la complejidad de la montura del espejo, operación y de control del telescopio, manteniendo al mismo tiempo su excelente capacidad de recolección de luz. El espejo se fabricó durante un período de siete años en el Laboratorio de Espejos Richard F. Caris (RFCML), de la Universidad de Arizona, Tucson, AZ, comenzando en 2008. En 2015, el espejo terminado se trasladó a un área de almacenamiento seguro, y a principios de 2019 fue enviado a las instalaciones en Cerro Pachón.

El proceso de recubrimiento del espejo se realizó de forma segura y eficiente por un equipo de especialistas utilizando una cámara de recubrimiento de última generación que se encuentra en el mismísimo observatorio y que fue construida específicamente para el Observatorio Rubin por VON ARDENNE en Deggendorf, Alemania. La cámara de recubrimiento de 128 toneladas, que está instalada en el piso de mantenimiento del observatorio, utiliza una técnica llamada pulverización catódica para recubrir los espejos según especificaciones muy precisas. Esta técnica le da a Rubin la flexibilidad de recubrir los espejos del telescopio con aluminio, plata o incluso una combinación de ambos durante cualquier proceso de recubrimiento. Esta cámara también se puede configurar para cualquiera de los espejos de diferentes tamaños del Observatorio Rubin, y también se utilizó para recubrir el espejo secundario de 3,4 metros con plata protegida a mediados de 2019. Para recubrir el espejo primario/terciario de 8,4 metros, se retiró la mitad inferior de la cámara de recubrimiento y la estructura de soporte sellada al vacío del espejo —llamada celda del espejo— actuó como base de la cámara.

El equipo de recubrimiento de Rubin, dirigido por Tomislav Vucina, llevó a cabo pruebas exhaustivas para determinar la “receta” final del recubrimiento, es decir, la mezcla precisa de elementos que componen las capas de recubrimiento, con el objetivo de lograr la mejor combinación posible de reflectividad y durabilidad. Para verificar el rendimiento de la mezcla elegida, el equipo recubrió un espejo falso de acero que también se utilizó para probar la montura del telescopio y otros componentes del observatorio. Después de confirmar que la mezcla cumplía con los requerimientos definidos, repitieron el proceso usando el espejo real.

Primero, el equipo aplicó una capa adhesiva de níquel-cromo (NiCr) al vidrio. Luego, aplicaron la capa reflectante de plata (Ag). Esta capa reflectante es increíblemente delgada. De hecho, la cantidad de plata utilizada para recubrir toda la superficie de 8,4 metros corresponde apenas a 64 gramos, que sería similar a una bola del tamaño de un tomate cherry. Después de la aplicación de la capa reflectante, el espejo recibió otra capa de adhesión de NiCr y una capa final de nitruro de silicio (Si3N4) para proteger el recubrimiento reflectante de polvo y otros contaminantes ambientales. "Esta capa exterior debe ser lo suficientemente gruesa como para que no se desgaste con la limpieza, pero no tan gruesa como para absorber demasiados fotones e impedir que el espejo cumpla con los requerimientos científicos de Rubin", explicó Vucina.

El proceso de recubrir del espejo duró aproximadamente 4 horas y media. Una vez completado el recubrimiento, y para garantizar que se cumplieran todos los requerimientos, el espejo se removió de la cámara hacia un espacio cercano donde —al día siguiente— Vucina y su equipo realizaron una serie de mediciones de reflectividad, adhesión, porosidad, y cosmética. Después de analizar los resultados de esas mediciones, declararon que el recubrimiento fue un éxito: "Este fue un proyecto muy bien realizado desde todos los ángulos gracias a una combinación de una cuidadosa planificación y las habilidades técnicas de nuestro excelente equipo", puntualizó Vucina.

Con su nuevo y deslumbrante recubrimiento, el espejo primario/terciario, Rubin completó un paso importante hacia la captura de la luz de objetos celestes distantes. "Estamos muy entusiasmados de que ambos espejos estén ahora recubiertos y que muy pronto estarán en el telescopio", dijo Sandrine Thomas, Subdirectora de la Construcción de Rubin, subrayando que "la reflectividad combinada de estos espejos permitirá a Rubin detectar objetos muy débiles y lejanos, ¡lo que conducirá a una gran ciencia!"

Más Información

NOIRLab de NSF (Laboratorio Nacional de Investigación en Astronomía Óptica-Infrarroja de la Fundación Nacional de Ciencias de Estados Unidos), el centro de EE.UU. para la astronomía óptica-infrarroja terrestre, opera el Observatorio Internacional Gemini (una instalación de NSF, NRC–Canada, ANID–Chile, MCTIC–Brasil, MINCyT–Argentina y KASI – República de Corea), el Observatorio Nacional Kitt Peak (KPNO), el Observatorio Cerro Tololo (CTIO), el Centro de Datos para la Comunidad Científica (CSDC) y el Observatorio Vera C. Rubin (operado en cooperación con el National Accelerator Laboratory (SLAC) del Departamento de Energía de Estados Unidos (DOE). Está administrado por la Asociación de Universidades para la Investigación en Astronomía (AURA) en virtud de un acuerdo de cooperación con NSF y tiene su sede central en Tucson, Arizona. La comunidad astronómica tiene el honor de tener la oportunidad de realizar investigaciones astronómicas en I’oligam Du’ag (Kitt Peak) en Arizona, en Maunakea, en Hawai‘i, y en Cerro Tololo y Cerro Pachón en Chile. Reconocemos y apreciamos el importante rol cultural y la veneración que estos sitios tienen para la Nación Tohono O’odham, para la comunidad nativa de Hawai‘i y para las comunidades locales en Chile, respectivamente.

El Observatorio Vera C. Rubin es un proyecto federal financiado en conjunto por la Fundación Nacional de Ciencias de Estados Unidos (NSF) y la Oficina de Ciencias del Departamento de Energía de Estados Unidos (DOE), con financiamiento inicial para la construcción recibido de donaciones privadas a través de LSST Discovery Alliance. La Oficina del Proyecto del Observatorio Rubin, financiada por NSF, para su construcción se estableció como un centro operativo bajo la dirección de la Asociación de Universidades para la Investigación en Astronomía (AURA). El esfuerzo financiado por DOE para construir la Cámara LSST del Observatorio Rubin (LSSTCam) es administrado por el Laboratorio Nacional de Aceleradores SLAC (SLAC).

La Fundación Nacional de Ciencias de Estados Unidos (NSF) es una agencia federal independiente creada por el Congreso en 1950 para promover el progreso de la ciencia. NSF apoya la investigación básica y a las personas para generar conocimiento que transforme el futuro.

NSF y DOE continuarán apoyando al Observatorio Rubin en su fase de operaciones a través de NSF NOIRLab y SLAC de DOE.

Este comunicado de prensa fue traducido por Nicole Auza/Manuel Paredes

Contactos

Ranpal Gill
Communications Manager for Rubin Construction
Correo electrónico: rgill@lsst.org

Željko Ivezić
Director of Rubin Construction
Professor of Astronomy, University of Washington/AURA
Tel: +1-206-403-6132
Correo electrónico: ivezic@uw.edu

Sandrine Thomas
Deputy Director for Rubin Construction
Correo electrónico: sthomas@lsst.org

Victor Krabbendam
Project Manager for Rubin Construction
Correo electrónico: vkrabbandam@lsst.org

Josie Fenske
Jr. Public Information Officer
NSF NOIRLab
Correo electrónico: josie.fenske@noirlab.edu

Esta es una traducción del Comunicado de Prensa de NOIRLab noirlab2411.