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Cronología de la Astronomía Infrarroja

1800: Sir William Herschel descubre la radiación infrarroja. Detecta la luz infrarroja haciendo pasar la luz del sol a través de un prisma y midiendo las temperaturas de los colores del espectro solar. La región situada un poco más allá del rojo visible, aparentemente sin luz incidente, fue donde detectó la temperatura más alta. Este descubrimiento demostró por primera vez la existencia de formas de luz que no podemos ver con nuestros ojos.

1856: La radiación infrarroja de la luna es detectada por Piazzi Smyth, quien utiliza una termocupla (un dispositivo termoeléctrico que convierte calor en corriente eléctrica) para detectar las ondas infrarrojas provenientes de la luna llena. Sus experimentos a diferentes altitudes demuestran que los mejores resultados se obtienen a mayores altitudes.

1870: Laurence Parsons, 4º Conde de Rosse, detecta la radiación infrarroja de la luna durante sus distintas fases. Utiliza sus mediciones infrarrojas para estimar que la luna tiene una temperatura superficial de cerca de 260 °C. (Hoy sabemos que es de 282 °C.) Ésta es una imagen infrarroja tomada de 1997 durante un eclipse lunar.


1881: Samuel Pierpoint Langley inventa el bolómetro, un dispositivo eléctrico que detecta el calor irrradiado. Puede medir una gama de longitudes de onda infrarrojas mayor que los detectores anteriores (más allá de la región descubierta por Herschel).


Década de 1900: Se detecta radiación infrarroja en Júpiter y Saturno, y en algunas estrellas brillantes, como Vega y Arcturus.


Década de 1920: Seth B. Nicholson, Edison Pettit y otros astrónomos estadounidense realizan las primeras observaciones sistemáticas de objetos celestes en la banda infrarroja.

1948: Más de 30 años antes del primer alunizaje, los estudios infrarrojos de la luna revelan que su superficie está cubierta por un polvo muy fino.

Década de 1950: Los astrónomos comienzan a utilizar detectores de sulfuro de plomo (PbS) para estudiar la radiación infrarroja. Esta radiación modifica la resistencia eléctrica de los detectores; la medición de este cambio permite determinar la intensidad de la radiación incidente. Para aumentar su sensibilidad, las celdas de PbS se enfrían a -196 °C (77 K) sumergiéndolas en nitrógeno líquido.

1959-1961: Harold Johnson construye los primeros fotómetros del infrarrojo cercano, que abarcan las bandas R, I, J, K y L y hacen posible la investigación infrarroja de longitudes de onda de hasta 4 micrones. Johnson y su equipo observan miles de estrellas en estas nuevas bandas infrarrojas y obtienen información esencial sobre la radiación de las estrellas frías. Johnson define el primer sistema de magnitudes infrarrojas.

1961: Frank Low inventa el bolómetro de germanio. Este instrumento es cientos de veces más sensible que los detectores anteriores y es capaz de detectar la radiación del infrarrojo lejano. Cuando la radiación infrarroja incide sobre el germanio, calienta el metal y cambia su conductividad. Este cambio de conductividad es medido y relacionado con la intensidad de la radiación infrarroja. El bolómetro de germanio funciona más eficientemente a temperaturas extremadamente bajas (más frías que las del nitrógeno líquido). Por ello, estos detectores se colocan en un envase de metal o dewar lleno de helio líquido, que enfría el bolómetro hasta 4 K (-269 °C), es decir, sólo unos grados por encima del cero absoluto.


Década de 1960: Los globos aereostáticos llevan telescopios infrarrojos hasta altitudes de 40 km. En 1963, un bolómetro de germanio a bordo de un globo hace observaciones de Marte en la banda infrarroja. A principios de 1966, el Instituto Goddard de Ciencias Espaciales utiliza estos globos para examinar el cielo a 100 micrones. En este proyecto se descubren cerca de 120 fuentes infrarrojas muy brillantes, cerca del plano de la Vía Láctea.

1967: Se lanza el telescopio infrarrojo Aerobee. Este espectrómetro transportado por un cohete mide con éxito la radiación de fondo infrarroja.

1967: Se inauguran los observatorios de Mauna Kea, que pronto se convierten en el principal centro de astronomía infrarroja. En la década de 1960, gracias a los nuevos avances tecnológicos en el desarrollo de detectores infrarrojos, se construyen nuevos observatorios especializados en astronomía infrarroja. Debido a su gran altura sobre el nivel del mar (4200 m), el volcán Mauna Kea se encuentra por encima de la mayor parte de la capa de vapor de agua atmosférica, que absorbe el infrarrojo.

1968: En el observatorio del monte Wilson, Robert Leighton y Gerry Neugebauer realizan el primer estudio infrarrojo del cielo. Observan cerca de 75% del firmamento y descubren unas 20.000 fuentes infrarrojas. De ellas, las 5500 más brillantes se incorporan al primer catálogo de estrellas infrarrojas.

1970: Se inaugura el Observatorio Infrarrojo del monte Lemmon en las montañas de Catalina, cerca de Tucson, Arizona. El observatorio se convierte rápidamente en uno de los principales centros de la astronomía infrarroja.

CLASS="centered">Década de 1970: Se lanzan cohetes con los primeros telescopios refrigerados, que observan el cielo durante varios minutos antes de reingresar a la atmósfera. El primer mapa infrarrojo de todo el cielo se obtiene gracias a una serie de lanzamientos realizados por el Laboratorio de Investigación de la Fuerza Aérea en Cambridge (AFCRL). El programa Hi Star estudia el cielo en las bandas de 4, 10 y 20 micrones. Aunque el tiempo total de observación es de apenas unos 30 minutos, se detectan 2363 fuentes infrarrojas ciertas, que se incorporan al catálogo infrarrojo del AFCRL.

Principios de la década de 1970: Se descubre que la mayoría de las galaxias, incluida la Vía Láctea, emiten intensamente en el infrarrojo, y que los cuasares y otras galaxias activas son fuentes muy intensas de ondas infrarrojas.

1974: El observatorio aerotransportado Kuiper (KAO) inicia sus operaciones de investigación. El KAO es un avión a reacción C-141A que transporta un telescopio infrarrojo hasta altitudes de más de 12 km, por encima de 99% del vapor de agua atmosférico. El KAO se utiliza en observaciones astronómicas durante más de 20 años y en 1977 descubre los anillos de Urano.

Mediados de la década de 1970: Un espectrómetro de observación en el infrarrojo lejano realiza tres vuelos en un globo aerostático. Estas observaciones son ampliamente aceptadas como evidencia de la teoría del Big Bang, posteriormente confirmada por las observaciones del satélite COBE en 1989.

Década de 1980: El desarrollo de matrices de detectores infrarrojos produce otro gigantesco salto tecnológico en la capacidad de observación astronómica. Las matrices de detectores son combinaciones de varios detectores infrarrojos independientes. La tecnología de detectores infrarrojos continúa avanzado a grandes pasos.

1983: Se lanza el satélite astronómico infrarrojo (IRAS). Durante diez meses, IRAS explora más del 96% del cielo, observándolo en cuatro ocasiones diferentes. IRAS lleva a cabo el primer estudio de alta sensibilidad de todo el cielo en las bandas de 12, 25, 60 y 100 micrones. Aumenta en 70% el número de fuentes astronómicas catalogadas y detecta cerca de 350.000 fuentes infrarrojas. Los descubrimientos de IRAS incluyen el disco de gránulos de polvo alrededor de la estrella Vega, seis nuevos cometas y la intensa emisión infrarroja de las galaxias interactivas. IRAS también descubre los cirros infrarrojos, nubes de polvo caliente de muy baja intensidad presentes en casi todas las direcciones del espacio interestelar. Por primera vez es posible observar el núcleo de la Vía Láctea, invisible hasta entonces.

1985: En julio y agosto de 1985, un telescopio infrarrojo vuela a bordo del laboratorio espacial Spacelab 2, transportado por el transbordador espacial, para complementar las observaciones realizadas por IRAS. Esta misión produce un mapa de alta calidad de 60% del plano de nuestra galaxia.

1989: La NASA lanza el explorador del fondo cósmico (COBE) en noviembre de 1989, para estudiar las características de la radiación de fondo —los restos del Big Bang— en las bandas infrarroja y de microondas. A lo largo de cuatro años, COBE produce un mapa de todo el cielo en diversas longitudes de onda infrarrojas y descubre que la radiación de fondo cósmica no es enteramente uniforme, sino que tiene pequeñas variaciones de temperatura que podrían dar origen a la formación de galaxias.

Década de 1990: La óptica adaptiva corrige las deformaciones de las imágenes captadas por los telescopios terrestres, producidas por la turbulencia atmosférica.

1993: Comienza a operar el explorador infrarrojo del polo sur (SPIREX). La baja temperatura y la escasa humedad del polo sur permiten obtener observaciones de gran sensibilidad.

1995: El telescopio infrarrojo espacial (IRTS) es lanzado por Japón en marzo de 1995. Durante su misión de 28 días, el IRTS hace un estudio de 7% del cielo con sus cuatro instrumentos: un doble espectrómetro en el infrarrojo cercano y mediano a longitudes de onda de 1,4 a 4 micrones y de 4,5 a 11 micrones, respectivamente; un rastreador de líneas espectrales en el infrarrojo lejano, que estudia las líneas de oxígeno a 63 micrones y del carbono a 158 micrones; y un fotómetro en el infrarrojo lejano que estudia el cielo en cuatro bandas centradas en 150, 250, 400, y 700 micrones. Estos datos mejoran nuestro conocimiento de la cosmología, la materia interestelar, las estrellas tardías y el polvo interplanetario.

1995: La Agencia Espacial Europea (ESA) lanza el observatorio espacial infrarrojo (ISO) en noviembre de 1995. Este satélite observa el cielo a longitudes de onda de 2,5 a 240 micrones y es miles de veces más sensible que IRAS, con una mejor resolución espacial. ISO recopila datos durante 2,5 años (tres veces más tiempo que IRAS), hasta que consume el helio refrigerante a principios de 1998.

1996: Se pone en marcha el estudio de campo profundo del cielo meridional en el infrarrojo cercano (DENIS). Se trata de un experimento terrestre en las bandas de 0,8; 1,25 y 2,12 micrones.

1996: El experimento espacial de mediano plazo (MSX) se lanza en abril de 1996 y continúa operando hasta febrero de 1997, cuando consume el helio líquido refrigerante. Durante sus 10 meses de operación, MSX recopila una gran cantidad de datos en la banda de 4,2 a 26 micrones y estudia la emisión infrarroja del gas y el polvo que ocupan el universo. MSX tiene 30 veces más resolución espacial que IRAS y hace observaciones de regiones no estudiadas hasta entonces.

1997: Inicia su operación 2MASS, el estudio de todo el cielo a 2 micrones. Se trata de un análisis digital por imágenes altamente uniforme de la totalidad de la esfera celeste que utiliza dos telescopios: uno en el monte Hopkins (Arizona), para observar el cielo del hemisferio norte, y el otro en el cerro Tololo (Chile), para examinar el cielo meridional. Los datos son tomados a 1,25, 1,65 y 2,17 micrones. Entre sus principales metas científicas se cuentan el estudio de la estructura de la Vía Láctea y el universo cercano o local, así como el estudio exacto de las estrellas próximas al sistema solar, las enanas marrones y las galaxias con núcleos activos.

1997: En febrero de 1997 se acoplan al telescopio espacial Hubble la cámara y el espectrómetro de objetos múltiples en el infrarrojo cercano (NICMOS). Este instrumento tiene tres cámaras y tres espectrómetros para obtener espectros e imágenes de alta resolución en las bandas infrarrojas más próximas a la luz visible.

2000: Inicia su operación el proyecto del interferómetro Keck, que combina los telescopios gemelos de Keck con cuatro telescopios más pequeños para formar un interferómetro con la misma resolución que un telescopio de 85 m. Se utilizará en la banda infrarroja para detectar planetas alrededor de las estrellas cercanas.

2003: El Spitzer Space Telescope esta lanzada en Agosto del 2003. Spitzer será la siguiente etapa de los grandes observatorios espaciales de la NASA. Será mucho más sensible que las anteriores misiones infrarrojas y estudiará el universo en una amplia gama de longitudes de onda infrarrojas. La misión se concentrará en recopilar datos sobre enanas marrones, superplanetas, discos de polvo planetario y protoplanetario, galaxias ultraluminosas, galaxias activas y estudios profundos del universo temprano.

2003: El observatorio estratosférico para astronomía en la banda infrarroja (SOFIA) comenzará a operar en 2003. Es un proyecto común entre la NASA y la Agencia Espacial Alemana que contará con un telescopio óptico, infrarrojo y submilimétrico de 2,5 m montado en un avión Boeing 747. Se ha diseñado para reemplazar al observatorio aerotransportado Kuiper y será el telescopio aerotransportado más grande del mundo.

2003: El explorador de imágenes en la banda infrarroja (IRIS) es una misión espacial planeada por ISAS, la agencia espacial japonesa. Tendrá una cámara para el infrarrojo cercano y mediano, y un detector para el infrarrojo lejano. IRIS será utilizado para estudiar la formación y la evolución de las galaxias, la formación de las estrellas, la materia interestelar y los sistemas extrasolares. Operará con longitudes de onda de 2 a 25 micrones y de 50 a 200 micrones.

2007: El telescopio de bandas submilimétrica e infrarroja lejana (FIRST) es una misión propuesta por la Agencia Espacial Europea (ESA) para ser lanzada en el año 2007. FIRST realizará estudios de espectroscopía y fotometría en una amplia gama de longitudes de onda infrarrojas. Será utilizado para estudiar la formación de las galaxias, la materia interestelar, la formación de las estrellas y las atmósferas de cometas y de planetas.

2007: El explorador Planck es una misión propuesta por la ESA que se pondrá en órbita en el año 2007 y operará en las bandas infrarroja y submilimétrica. Planck tomará imágenes de las anisotropías de la radiación cósmica de fondo en todo el cielo con resolución y sensibilidad excepcionales.

2008: El lanzamiento del telescopio espacial de la próxima generación (NGST) está previsto para el año 2009. El NGST será una misión infrarroja que tendrá una sensibilidad y una resolución excelentes, dándonos las mejores vistas del cielo en el infrarrojo cercano y mediano. Será utilizado para estudiar los comienzos del universo y la formación de galaxias, estrellas y planetas.

Más allá del 2009: Darwin, el proyecto de interferómetro espacial infrarrojo, es un candidato para las futuras misiones espaciales de la Agencia Espacial Europea (ESA). La meta fundamental de Darwin es buscar planetas similares a la Tierra alrededor de las estrellas cercanas, así como identificar signos de vida en esos planetas estudiando las líneas espectrales infrarrojas de sus atmósferas. Darwin también se utilizaría como observatorio astronómico infrarrojo. El proyecto Darwin consistiría en unos seis telescopios individuales combinados como un sólo interferómetro de 90 m de diámetro, que orbitaría entre Marte y Júpiter, más allá del polvo zodiacal que irradia luz infrarroja e interferiría la detección de tales planetas.

2011: El descubridor de planetas terrestres (TPF) será lanzado alrededor del año 2011 y se vislumbra como una misión espacial interferométrica de línea basal larga. Se concentrará en la detección de planetas “terrestres'' (planetas pequeños y rocosos tales como Mercurio, Venus, Tierra y Marte) fuera de nuestro sistema solar. Mediante el análisis de líneas espectrales en el infrarrojo cercano, los astrónomos esperan detectar moléculas que les permitirán determinar el grado de similitud de tales planetas con la Tierra.

 

 



El Telescopio Espacial Spitzer es una misión de la NASA operada y administrada por el Laboratorio de Propulsión a Reacción (Jet Propulsion Laboratory). Este sitio en la Red es mantenido por el Grupo de Educación y Difusión Pública en el Centro Científico Spitzer, localizado en el Instituto Tecnológico de California (California Institute of Technology), y que forma parte del Centro de Análisis y Procesamiento Infrarrojo (IPAC) de la NASA.

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