Construir el telescopio solar más potente del mundo tenía una contradicción inevitable: cuanto mejor consiguiera mirar al Sol, mayor sería el problema de mantener vivo al propio telescopio.
En la cima de Haleakalā, en Maui, el Daniel K. Inouye Solar Telescope utiliza un espejo primario de cuatro metros y 3,6 toneladas para observar detalles minúsculos de nuestra estrella. Es precisamente esa enorme capacidad para recoger luz la que convierte al instrumento en algo parecido a una lupa gigantesca apuntando directamente al Sol.
Cuando la luz queda concentrada, el sistema debe enfrentarse a aproximadamente 12 kilovatios de potencia térmica. El National Solar Observatory lo compara con suficiente energía como para preparar una bolsa de palomitas en unos 20 segundos.
Aquí las palomitas serían el menor de los problemas.
El telescopio pasa la noche fabricando frío para poder trabajar al día siguiente
Evitar que semejante concentración de energía caliente el aire, deforme componentes ópticos y arruine las observaciones requiere prácticamente una infraestructura propia.
El observatorio dispone de más de 11 kilómetros de tuberías para distribuir refrigerante por diferentes partes del edificio. Y durante la noche produce una cantidad de hielo comparable al volumen de una piscina, almacenando capacidad de refrigeración que utilizará cuando vuelva a salir el Sol. No es únicamente una cuestión de impedir que algo se derrita.
Para obtener imágenes extremadamente precisas, el telescopio necesita que la temperatura de sus componentes permanezca muy próxima a la del ambiente exterior. Si algunas partes se calientan demasiado, generan corrientes y turbulencias en el aire que deforman la imagen, justo lo contrario de lo que necesita un instrumento diseñado para estudiar detalles diminutos.
Existe además una última línea de defensa. Cerca del punto donde la luz alcanza una concentración extrema se encuentra un heat stop, una pieza refrigerada encargada de desviar más del 95% de la radiación antes de que alcance los instrumentos científicos. Toda esa ingeniería acaba de justificar su existencia.
El premio ha sido ver remolinos solares que hasta ahora estaban escondidos
Un estudio publicado el 5 de agosto en Nature utilizó el Inouye para observar la fotosfera solar con una resolución aproximada de 19 kilómetros. Estamos hablando de distinguir detalles de unas pocas decenas de kilómetros desde una distancia de unos 150 millones. Y allí aparecieron estructuras que los telescopios anteriores no conseguían resolver.
Los investigadores observaron pequeños vórtices en los límites de concentraciones magnéticas de la superficie solar. Son manifestaciones de la llamada inestabilidad de Kelvin-Helmholtz, un fenómeno que aparece cuando dos regiones de un fluido se desplazan con velocidades diferentes y generan remolinos en su frontera.
El equipo analizó 47 de ellos. Sus tamaños iban aproximadamente de 25 a 170 kilómetros, con una separación característica de unos 65 kilómetros, y algunos se encontraban prácticamente en el límite teórico de resolución del telescopio.
Esos pequeños remolinos pueden ayudarnos a entender algo muchísimo mayor
La importancia no está simplemente en haber conseguido otra fotografía espectacular del Sol. La superficie solar está atravesada por campos magnéticos y movimientos de plasma que terminan participando en procesos mucho mayores. Las nuevas observaciones indican que estas inestabilidades pueden transportar masa, energía, momento y flujo magnético, además de contribuir a retorcer las estructuras magnéticas de la estrella.
Entender ese comportamiento es importante porque la actividad magnética está detrás de fenómenos como llamaradas y eyecciones de masa coronal, capaces de afectar satélites, comunicaciones y otras infraestructuras tecnológicas. Y ahí aparece la paradoja que hace especial al Inouye.
Para estudiar mecanismos solares cada vez más pequeños necesitamos capturar más luz y alcanzar más resolución. Pero cuanto mejor hacemos eso, más energía del propio Sol introducimos dentro del telescopio.
Por eso uno de los observatorios más sofisticados construidos para estudiar nuestra estrella depende cada noche de algo sorprendentemente sencillo: acumular una enorme cantidad de hielo para poder volver a mirarla cuando amanezca.
