ESTE AÑO CUMPLO CINCUENTA AÑOS, Y NUNCA IMAGINÉ LLEGAR A ESTA EDAD TAN BIEN CONSERVADO. ¿A ustedes también les sucede que sienten que tienen menos edad que la que muestra el documento de identidad? Pues yo me siento así, pero en mi caso hay una buena razón, me han cuidado mucho desde mi nacimiento y gracias a eso estoy en la flor de la vida.

Todo comenzó unos años antes del 1973, cuando investigadores del Instituto Max Planck de Astronomía de Alemania se plantearon construir un observatorio astronómico de primer nivel para tomar datos científicos. Claro está, una infraestructura de esas características no se puede emplazar en cualquier sitio, y menos en lugares donde el clima suele estar nublado y no se pueden observar las estrellas. Por ello, dicho grupo alemán emprendió la ardua tarea de realizar numerosas mediciones de las condiciones del cielo en diferentes lugares de Europa y el norte de África, y concluyeron que la Sierra de los Filabres en Almería era el sitio idóneo para mi construcción. Ciertamente el sitio natural es inigualable, con ciervos, zorros, aves y jabalíes que me visitan habitualmente y el silencio que lo inunda todo. Y el cielo, ¡guau, es espectacular! Con condiciones para la observación astronómica inigualables, realmente es lo que me enamoró profundamente, tanto es así que paso todas las noches mirando hacia arriba con mis telescopios.

Llegué a este mundo en el 1973, año en el que entró en vigor el acuerdo entre Alemania y España para construirme. Y fue en el año 1975 cuando, gracias a numerosos estudios y grandes esfuerzos técnicos, pudieron inaugurar mi primer telescopio. Este tiene un espejo principal de 1.23 metros de diámetro y por eso lo bautizaron con el nombre de 1.23 metros (vamos, que toda la creatividad se les había gastado con la construcción de tantos instrumentos novedosos y no les quedó nada para el nombre). Durante los siguientes nueve años fui creciendo y madurando: en 1979 se concluyó la construcción del segundo telescopio en tamaño del observatorio, con 2.2 metros de diámetro, y en 1980 se inauguró la cámara Schmidt, un telescopio con ochenta centímetros de diámetro efectivo. Este instrumento es el más veterano del observatorio, ya que funcionaba desde 1956 en el Observatorio de Hamburgo antes de llegar al Observatorio. Por último, en el año 1984 comenzó a observar el mayor de mis telescopios, el que tiene 3.5 metros de diámetro de espejo principal.

La verdad es que el esfuerzo y dedicación de todas las personas que han trabajado en mi construcción y mejora en todos estos años es difícil de explicar. El resultado es que, a día de hoy, mi querido telescopio de 3.5 metros es el telescopio óptico más grande de toda Europa continental. Y esto no es solo una cuestión de tamaño, sino que se han desarrollado instrumentos específicos para instalar en dicho telescopio que están haciendo grandes descubrimientos científicos, ya les contaré más adelante sobre estos grandes avances.

Pero, ¿qué ha pasado desde esa fecha? Bueno, muchas cosas. Desde el año 2004, España tomó más liderazgo y comencé a ser financiado tanto por Alemania como por España. Qué alegría empecé a sentir cuando numerosos estudiantes de doctorado y grupos de investigación de toda España comenzaron a venir a visitarme más asiduamente para tomar datos y realizar nuevos descubrimientos. La verdad, humildad aparte, soy consciente de que contribuí a que la astrofícica en España diera grandes pasos. Y finalmente en 2019 ocurrió un evento importante: me dieron la nacionalidad española. Ahora soy 100% español, y andaluz, por qué no decirlo. Desde el año 2019 me financian el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y la Junta de Andalucía. Me gustaría poneros al día de lo que más me ha fascinado estudiar en toda mi trayectoria. Y empezaré por la primera vez que se observó el impacto de un cometa en un planeta de nuestro Sistema Solar, Júpiter.

IMPACTO DEL COMETA SHOEMAKER-LEVY 9 SOBRE JÚPITER

La historia comienza en el año 1993, cuando se descubrió un cometa que orbitaba alrededor de Júpiter. Esto es un proceso bastante fuera de lo común, ya que los cometas suelen orbitar alrededor del Sol y no en torno a un planeta. En este caso, Júpiter, con su gran masa y gravedad, había capturado a su víctima, el cometa Shoemaker-Levy 9. Este intruso sería devorado por Júpiter, no antes de sufrir un doloroso desmembramiento en fragmentos que fueron impactando en Júpiter a lo largo de varios días. Yo fui el primer observatorio desde Tierra que observó el fenómeno en julio de 1994 y, gracias a lo interesante del proceso, numerosos observatorios también apuntaron sus telescopios hacia Júpiter. Estas observaciones, realizadas con la cámara infrarroja MAGIC en el telescopio de 3.5 metros, permitieron medir por primera vez los vientos de la alta atmósfera de Júpiter, así como su estructura interna. Además, se pudo estudiar la composición química del cometa y estudiar en gran detalle cómo se producen grandes impactos entre objetos del Sistema Solar. Hasta la fecha no se ha repetido una colisión en directo tan espectacular.

EVOLUCIÓN DE GALAXIAS

Al llegar a cierta edad uno se pregunta qué ha hecho de su vida y qué va a dejar a la posteridad. La verdad es que desde hace un tiempo me lo vengo preguntando, (también pasé por la crisis de los 40) y uno de mis fuertes científicos, a los que dedico muchas noches de observación, desde hace ya más de una década, son los programas de legado. Estos programas producen grandes bases de datos, que luego son entregadas a la comunidad científica para resolver problemas fundamentales de la astrofísica actual. Un ejemplo de esto son los programas CADIS, ALHAMBRA, CALIFA, CAVITY, CARMENES LEGACY+ y KOBE. Los pioneros fueron CADIS y ALHAMBRA, que estaban enfocados en la observación de galaxias a grandes distancias. Dado que al observar objetos astronómicos lejanos estamos viendo cómo eran en el pasado, estos programas han permitido obtener un mejor entendimiento de la evolución galáctica desde tiempos muy remotos.

Posteriormente, en el año 2010, se dio el puntapié inicial al programa CALIFA, que llegó a observar aproximadamente seiscientas galaxias en el universo local con gran precisión y es, hasta la fecha, el mayor muestreo de este tipo jamás completado. Lo novedoso de estas observaciones reside en que se han combinado técnicas de imagen directa con espectroscopía, y como resultado se ha podido extraer información detallada de cada región de las galaxias. Esta técnica se llama espectroscopía de campo integral y pocos observatorios del mundo tienen el privilegio de contar con instrumentos con estas características, como PMAS. Ya se lo advertí, no todo es cuestión de tener telescopios grandes, sino también de los instrumentos científicos que se construyen y utilizan para analizar la luz proveniente de las estrellas y galaxias.

CALIFA ha sido fundamental para entender cuestiones relacionadas con la dinámica y evolución de las galaxias. Por ejemplo, con los datos de CALIFA se ha medido que el sentido de rotación de una galaxia se ve influido por sus compañeras, incluso las alejadas tres o más millones de años luz. Esto es bastante llamativo y muestra cómo en el universo todo está más relacionado de lo que parece, incluso galaxias separadas millones de años luz de distancia.

Otro resultado asombroso, que se ha podido confirmar de manera más robusta gracias a los datos de CALIFA, es que las galaxias se forman desde dentro hacia afuera, es decir, primero se forman las partes centrales y más tarde, a ritmo más pausado, las regiones externas. Además, también se ha podido estimar que el pico de formación de estrellas en el universo se produjo en épocas muy tempranas, entre tres y cuatro mil millones de años después del Big Bang (hay que tener presente que la edad estimada del universo es de 13.800 millones de años). Y, como los buenos resultados inspiran nuevos estudios, a día de hoy se está llevando a cabo el primer muestreo completo de galaxias en zonas del universo muy poco pobladas (o vacíos). Un resultado reciente obtenido con este muestreo, llamado CAVITY (Calar Alto Void Integral-field Treasury surveY) y publicado en la revista Nature, explica que las galaxias en los vacíos cósmicos evolucionan más despacio que las galaxias que se encuentran en regiones más pobladas. Esto está ayudando de forma fundamental a comprender la evolución de las galaxias, tanto en zonas muy pobladas como en los vacíos.
 

PLANETAS EXTRASOLARES CON CARMENES

Llegamos a lo que hoy en día es una de las investigaciones más punteras que se están haciendo en uno de los campos de la astrofísica con más auge en la actualidad: la búsqueda de planetas extrasolares (planetas fuera del Sistema Solar) con condiciones similares a las terrestres.

La humanidad siempre se ha sentido maravillada por el cielo y lo ha observado tratando de develar sus misterios. Tanto es así, que desde antes del auge de la cultura griega los seres humanos han puesto a sus dioses en el firmamento, lo que nos ha llegado en forma de constelaciones. Estoy seguro de que todas las civilizaciones se han preguntado si serían los únicos habitantes de este vasto universo y, contagiado por su curiosidad, no dejo de observar el cielo tratando de responder a tan grandiosa cuestión. En este sentido el instrumento CARMENES (Calar Alto high-Resolution search for M dwarfs with Exoearths with Near-infrared and optical Échelle Spectrographs) nos está ayudando a encontrar respuestas, ya que es un proyecto diseñado específicamente para buscar y caracterizar planetas rocosos, de masas similares a la terrestre, orbitando en torno a enanas rojas (son estrellas menos masivas y más frías que nuestro Sol). De este instrumento se están beneficiando los proyectos de legado CARMENES Legacy+ y KOBE, que desde 2021 observan muestras de estrellas (de tipo espectral M y K), para descubrir los planetas que las orbitan.

Esto, como se podrán imaginar, no es nada sencillo. Detectar planetas que no producen su propia luz, que son pequeños en comparación con la estrella que orbitan (cabrían un millón de planetas Tierra dentro del Sol) y que se encuentran a varios años luz de distancia del Sistema Solar es una tarea titánica. Pero, gracias a mi querido telescopio de 3.5 metros y a CARMENES, ya se han detectado más de sesenta planetas extrasolares y se han estudiado cientos de ellos. Para hacer nuevos descubrimientos, muchas veces hay que desarrollar tecnologías que antes no existían. En el caso de este instrumento esto ocurrió debido a la necesidad de observar estrellas más pequeñas y frías que el Sol, que emiten una gran cantidad de su luz en longitud de onda infrarroja. Para observar en el infrarrojo, CARMENES tiene que funcionar a una temperatura de 133 grados bajo cero (bastante fresquito, ¿no?). Y además dicha temperatura no puede variar en más de una milésima de grado. Todo esto es muy complejo a nivel tecnológico, y para ello fue necesario desarrollar un novedoso sistema de enfriado que emplea un flujo continuo de nitrógeno a muy baja temperatura.

¿Estamos más cerca de descubrir otro planeta similar a la Tierra viajando por el espacio? Yo diría que sí. A día de hoy, el planeta extrasolar confirmado con mayor similitud a la Tierra se ha estudiado desde Calar Alto, y se llama Teegarden-b. Este planeta posee una masa similar a la terrestre y se estima, por su distancia a la estrella que orbita, que podría tener una temperatura templada, lo cual permitiría que albergara agua líquida en su superficie. De momento no sabemos si este planeta posee atmósfera o agua, pero desde luego es un mundo muy prometedor para seguir realizando estudios. Siempre cabe la posibilidad de que en algún mundo lejano se hayan dado condiciones similares a las terrestres y algún tipo de vida pueda haberse desarrollado allí, seguramente en un futuro cercano podremos estar más cerca de responder a estas preguntas. Otro descubrimiento apasionante es el planeta Kelt-9b. Se estima que este exoplaneta tiene tres veces la masa de Júpiter, es decir, se trata de un gigante gaseoso, pero difiere mucho de nuestro Júpiter, ya que Kelt-9b se encuentra orbitando a su estrella a una distancia menor que la de Mercurio al Sol. Esto, como podrán imaginarse, produce que en el planeta haga muchísimo calor, unos 4.300 grados, es decir, está más caliente que la superficie de muchas estrellas. Y esto no es todo, porque desde el Observatorio de Calar Alto se ha descubierto que parte de la atmósfera del planeta está siendo arrastrada por su estrella, algo impensable en nuestro Sistema Solar. Sumado a todo esto, gracias a la alta precisión de CARMENES, se ha llegado a detectar oxígeno en la atmósfera de este planeta. Esta es la primera detección de oxígeno en la atmósfera de un planeta fuera del Sistema Solar, lo cual es todo un logro, y abre las puertas a estudios de atmósferas en otros exoplanetas.

Por último, quiero contarles que existen casos en los cuales ya se está estudiando el interior de los exoplanetas. Este es el caso de Gliese 486 b, que fue descubierto en el Observatorio de Calar Alto con CARME- NES y luego se ha seguido estudiando con este instrumento y con otros observatorios del mundo. La combinación de todos los datos ha permitido medir con una precisión sin precedentes su masa y su radio, lo que ha permitido modelar su interior y hacer predicciones sólidas sobre la estructura y composición interna de esta supertierra (se le llama así porque tiene 2.8 veces la masa de nuestro planeta). Como podrán ver es tan importante estudiar planetas extrasolares similares a la Tierra como sistemas planetarios muy diferentes al Sistema Solar, ya que todo ese conocimiento nos ayuda de manera crucial a comprender la formación de sistemas planetarios, entre ellos el nuestro.

NUEVOS INSTRUMENTOS

Con tantos resultados científicos y una trayectoria tan extensa, no crean que me duermo en los laureles, puesto que ya me estoy planteando qué descubrir en mis próximos años. Un tema apasionante es la evolución de las galaxias en épocas del universo en las cuales la formación de estrellas era muy superior a la actual. Para estudiar esto, un equipo coliderado desde el Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC) y la Universidad Complutense de Madrid (UCM), en estrecha colaboración conmigo (a estas alturas creo que ya saben quién les está contando la historia, el propio Observatorio Astronómico de Calar Alto) está construyendo un instrumento llamado TARSIS, con características únicas en el mundo.

Este instrumento funcionará en mi telescopio de 3.5 metros y tendrá la capacidad de observar en azul-ultravioleta y en longitudes de onda rojas, es decir, en un rango de energía muy amplio. Se trata de un espectrógrafo, un instrumento que divide la luz en las diferentes longitudes de onda (o colores) para hacer estudios en profundidad de las galaxias que observe. La particularidad es que utilizará la técnica de espectroscopía de campo integral, que consiste en obtener información detallada de la composición química, la distancia, la dinámica y muchos aspectos más de cada zona particular del campo observado. Esto se combina con un campo de visión muy extenso, de casi 3x3 minutos de arco, lo cual permitirá observar cúmulos de galaxias y hacer estudios sin precedentes.

Llegados a este punto, les agradezco que se hayan interesado por mi historia, espero que les haya parecido interesante, y que puedan poner en valor todo el esfuerzo y desarrollo científico que se realiza desde una Infraestructura Científica y Técnica Singular (ICTS) como es el Observatorio astronómico de Calar Alto.