¿Qué le depara la crisis climática a nuestros telescopios?

• Título del artículo original: Impact of climate change on site characteristics of eight major astronomical observatories using high-resolution global climate projections until 2050. Projected increase in temperature and humidity leads to poorer astronomical observing conditions.
• Autoras/es: C. Haslebacher , M.-E. Demory, B.-O. Demory, M. Sarazin, and P. L. Vidale.
• Institución de la primera autora: Center for Space and Habitability and Department of Space Research & Planetary Sciences, Universdad de Bern, Suiza.
• Estado de la publicación: publicado con acceso abierto en Astronomy & Astrophysics, disponible en arXiv.

Nota: Este artículo es una traducción al español del astrobite What does the Climate Crisis have in Store for our Telescopes? escrito por Roel Lefever.

Es un hecho que todos los rincones del planeta tendrán que lidiar con algún efecto del cambio climático antropogénico en las próximas décadas. Y las personas que se dedican a la astronomía, aunque sean pocas, tienen un impacto desproporcionadamente grande tanto a nivel personal como en términos de infraestructuras. Pero afortunadamente hay muchas posibilidades de mejora.

Sin embargo, ahora que el motor del cambio medioambiental se ha puesto en marcha, todos los sectores de la sociedad tendrán que lidiar con problemas derivados de sus crecientes efectos. ¿Verán les astrónomes también cambios importantes? Por ejemplo, ¿qué pasará con los observatorios? Mientras observan lejos de la Tierra, ¿verán cómo cambia el medio ambiente?

Respuesta corta: sí

Para la respuesta (más) larga, ¡sigan leyendo! Una cosa debe quedar clara: nos referimos a los observatorios terrestres, ya que los que se encuentran en el espacio no tienen atmósfera o cambio climático del que preocuparse allí (aunque llevarlos al espacio tampoco ayudaría a resolver el problema). El estudio de hoy analiza detalladamente ocho de los principales observatorios (Figura 1):

• Mauna Kea, en Hawai, Estados Unidos.
• San Pedro Mártir en Baja California, México.
• Cerro Paranal, Cerro Tololo y La Silla, Chile.
• La Palma, Islas Canarias, España.
• Sutherland, Sudáfrica.
• Siding Spring, Australia.

Los lugares de observación astronómica realmente buenos cumplen características locales concretas: se necesita que el aire sea lo más seco posible, ya que la humedad disminuye la calidad de observación. También se necesita que sea un lugar elevado (menos atmósfera = menos problemas) y con el menor número posible de nubes, ya que lamentablemente ni la luz del sol ni la de las estrellas y otros objetos astronómicos pueden atravesar nubes espesas. Otra propiedad importante es que haya buen “seeing” (NdT: el “seeing” se refiere a la distorsión que la atmósfera produce en una imagen astronómica). Esto suele darse en las cimas de las montañas, y por ello muchos observatorios se construyen en ellas. Los ocho lugares de observación mencionados cumplen estos requisitos, albergando muchos de los telescopios más impresionantes del mundo.

De acuerdo, las propiedades locales de estos lugares son estupendas para las observaciones astronómicas. Pero la pregunta es: dado el calentamiento global acelerado, ¿lo seguirán siendo dentro de unas décadas? Esto es lo que se preguntan en el artículo del que hablamos hoy. Para ello, estudian las siguientes variables:

• Temperatura del aire: influye en casi todas las demás magnitudes de la lista y es relativamente fácil de medir.
• Humedad del aire: cantidad local de vapor de agua en el aire. La electrónica de los telescopios no suelen soportar bien valores muy altos (como en la niebla), así que normalmente están diseñados para apagarse cuando esto ocurre.
• Vapor de agua precipitable (PWV): imaginen una columna desde la superficie en la que se encuentra el telescopio hasta la parte superior de la atmósfera, y luego tomen toda el agua de esa columna. Cuanto mayor sea, peor verá el telescopio.
• Nubosidad: esto es bastante autoexplicativo, más nubes significa menos observación.
• “Seeing”: depende principalmente de la turbulencia local en la atmósfera. Una menor turbulencia conduce a un mejor “seeing”.

Aunque muchas de estas magnitudes se monitorean en los observatorios, la mayoría de los datos abarcan un periodo de tiempo demasiado corto como para obtener conclusiones fiables sobre el impacto del cambio climático en escalas de una década. Por lo tanto, necesitamos más datos.

¡Datos, datos, datos!

Una forma de conseguir muchos datos es mediante simulaciones, que en las ciencias climáticas se denominan Modelos de Circulación General (MCG, por sus siglas en inglés). Los modelos actuales, casi 70 años después de que salieran al mercado los primeros MCG, son bastante potentes. En este estudio se utilizaron los modelos llamados PRIMAVERA, distinguiendo entre los modelos que incorporan efectos oceánicos (acoplados) y los que no (atmosféricos).

Otra poderosa herramienta es el reanálisis. Esta técnica consiste en combinar una simulación climática con mediciones reales (a menudo mucho más escasas), resultando un punto intermedio entre usar únicamente datos empíricos o sólo simulaciones MCG. En este trabajo se utilizan las tres opciones (datos observacionales o in situ, reanálisis y MCG) para estudiar el impacto del cambio climático en las magnitudes enumeradas anteriormente. Un ejemplo de ello se muestra en la figura 2, donde se observa que la temperatura atmosférica en el observatorio de Mauna Kea aumenta claramente de forma constante.

El aumento de la temperatura está ligado a otros muchos problemas, pero una consecuencia directa es el aumento de fallos en la electrónica de los telescopios, que será cada vez más frecuente con el aumento de las temperaturas. No sólo esto causará problemas, sino que también es probable que aumente la cantidad de agua atmosférica en los observatorios. Y esto conlleva observaciones de menor calidad no sólo por el alto contenido de vapor de agua en el aire, sino por la necesidad de acortar los tiempos de observación debido a la humedad.

Actualmente no se tienen en cuenta los efectos del cambio climático cuando se construye una nueva instalación en un observatorio. Pero dado que la mayoría de estos efectos se acelerarán en las próximas décadas, será cada vez más importante disponer de buenas estimaciones de las condiciones futuras del lugar de construcción para mitigarlos en los futuros telescopios.

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