Calar Alto, a la vanguardia mundial de la investigación y la tecnología en astronomía

El Observatorio Astronómico de Calar Alto (Almería), gestionado conjuntamente por la Junta de Andalucía, a través de la Consejería de Universidad, Investigación e Innovación, y por el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), se ha convertido en un referente internacional de la investigación y la tecnología en el ámbito de la astronomía. La alusión a esta infraestructura, con más de 50 años de andadura, resulta, por tanto, obligatoria en el Día Mundial de la Astronomía, que se celebra cada 29 de abril.

Las instalaciones de este centro son un exponente mundial, tanto por los telescopios y la instrumentación de vanguardia, como por la calidad del cielo en su emplazamiento de la Sierra de los Filabres, a 2.168 metros de altitud, donde el 70% del tiempo total es útil para la astrofísica. La infraestructura, que es el mayor observatorio de la Europa continental, se ha convertido en un centro único para estudios como los de la formación estelar en galaxias cercanas o la búsqueda de exoplanetas con condiciones para el desarrollo de la vida.

El complejo ha jugado durante las últimas décadas un papel crucial en el progreso de la astrofísica española, a la que ha servido de base para numerosas investigaciones, así como para la formación de sus profesionales. Y esta contribución nuclear a los avances en este campo científico ha sido posible gracias a su constante proceso de renovación e innovación tecnológica. Son varios los proyectos en los que está inmerso el observatorio: la construcción del espectrógrafo integral de campo TARSIS, la modernización de CARMENES o el desarrollo del proyecto MARCOT, un nuevo concepto de telescopio astronómico gigante, escalable y modular.

MARCOT todavía está en fase de prototipo, pero aumentaría las capacidades del centro en la investigación de áreas prioritarias de la astrofísica, como la formación y evolución de sistemas planetarios y de galaxias o el conocimiento profundo del sistema solar. Este proyecto está basado en la combinación de múltiples telescopios comerciales de pequeño tamaño, de 40/50cm, y cuyo funcionamiento como un bloque unitario puede dar lugar a un telescopio de tamaño gigante, con un espejo de apertura de hasta quince metros, pero a un coste mucho menor que si se hiciera con la tecnología clásica. Las estimaciones apuntan a que un telescopio diseñado siguiendo este concepto podría tener un coste hasta diez veces inferior al de uno clásico de gran apertura. El diseño es modular y escalable, de modo que sería fácilmente replicable en otras ubicaciones.

Este nuevo modelo plantea recoger, mediante fibra óptica, la información captada por cada pequeño telescopio, combinarla en una única fibra mediante una novedosa linterna fotónica multimodo no utilizada antes en aplicaciones astronómicas, capaz de generar un único fotograma con una calidad similar a la de un telescopio de gran apertura, pero con mejor resolución y mayor campo de visión. Se trata, por tanto, de una tecnología muy flexible que, conectada al espectrógrafo de alta resolución CARMENES, supondría un avance extraordinario en la búsqueda de exoplanetas similares a la Tierra y en la caracterización de sus condiciones atmosféricas en una muestra amplia de estrellas. Calar Alto ya dispone de un prototipo en funcionamiento basado en este sistema, compuesto por siete telescopios de pequeña apertura (40 cm), cuyo rendimiento se espera sea equivalente a uno solo de un metro.

El observatorio también tiene en desarrollo el nuevo espectógrafo para estudio de galaxias lejanas TARSIS que, una vez construido, pasará a formar parte de la instrumentación disponible en el telescopio de 3,5 metros de Calar Alto. Sus características lo convertirán en un instrumento único en el mundo, con un campo de visión varias veces mayor que el de aparatos similares actualmente en servicio, y con la capacidad de observar en todo el espectro visible, llegando incluso hasta el ultravioleta cercano. El presupuesto estimado para el desarrollo de TARSIS es de 7,9 millones de euros y estará listo para 2027, posicionando a esta infraestructura científica en la élite de la astrofísica moderna.

Junto a esta iniciativa, el complejo astronómico lleva a cabo, igualmente, un proceso de modernización del espectógrafo CARMENES para mejorar su precisión en la detección de planetas parecidos a La Tierra. Su puesta en funcionamiento supuso para Calar Alto un salto cualitativo y desde 2016 lleva cazando exoplanetas con éxito. Desde entonces, ha realizado más de 20.000 observaciones y ha hecho posible el descubrimiento de 59 planetas.

Para la ejecución de esas actuaciones, esta instalación contará con fondos de las ayudas procedentes de los Planes Complementarios desarrollados por la Junta y por el Gobierno central, con el apoyo de los fondos europeos de recuperación, para promover la I+D en astrofísica y física de altas energías. En concreto, parte de este programa, que cuenta con un presupuesto global de 7,85 millones de euros, se destinará, entre otros fines, a financiar la construcción del espectrógrafo TARSIS y las mejoras de CARMENES, así como la puesta en marcha del legado CAVITY en 2025.

129 publicaciones en 2022

Este complejo mantiene acuerdos para el uso de sus instalaciones con instituciones como el Observatorio Astronómico Nacional, el Instituto Nacional de Técnica Aeroespacial, el Instituto de Astrofísica de Andalucía o la Agencia Espacial Europea. Asimismo, tiene una importancia clave para el mundo académico andaluz por su condición de gran laboratorio de desarrollo de instrumental de vanguardia para las escuelas andaluzas de ingeniería, especialmente en los ámbitos de la óptica, la mecánica, la electrónica y el software.

Fruto de esa colaboración en la que se da soporte a numerosas investigaciones científicas en marcha, cada año se publican en torno a cien artículos en revistas de impacto con datos procedentes de Calar Alto en todas las ramas de la astrofísica moderna. El pasado ejercicio, esa producción se incrementó casi un 30% hasta alcanzar las 129 referencias, el mayor registro de toda la serie histórica recopilada en las dos últimas décadas. En 2002, el volumen de publicaciones se situó en 87 y, desde entonces, éstas han experimentado una trayectoria ascendente, hasta situarse en los últimos años en torno a un centenar. Esa evolución avala el excelente estado de salud de los telescopios de esta instalación, su instrumentación y el personal que allí trabaja.

Una participación al 50%

El Ejecutivo autonómico, a través de la Consejería de Universidad, Investigación e Innovación, participa desde 2019 como gestor y copropietario al 50% de este complejo científico de primer nivel, junto con el CSIC, una implicación que ha permitido dar continuidad desde entonces al desarrollo de sus líneas de investigación.

Desde entonces, ha contado con 7,5 millones procedentes de fondos autonómicos destinados a su funcionamiento y a gastos operativos. A ello se suman casi 500.000 euros adicionales captados por el observatorio a través de las convocatorias de incentivos de I+D abiertas por la Junta. Con esos recursos, Calar Alto ha adquirido infraestructuras para su modernización, así como para la adecuación de las capacidades de su sistema informático.