Pablo Picasso dijo: “Hay personas que transforman el Sol en una simple mancha amarilla, pero hay también quien hace de una simple mancha amarilla, el propio Sol.” Si estudiásemos el Sol en detalle veríamos que ni es una mancha (aunque a veces tiene manchas), ni es amarillo.

El Sol es una estrella ni muy grande, ni muy pequeña, aparentemente común y, sin embargo, capaz de albergar un sistema planetario: el Sistema Solar. Se formó hace unos 4600 millones de años y aún vivirá 5000 millones de años más. Cuando haya consumido todo su hidrógeno, que constituye el 71% de su composición química, estará preparado para pasar a otra etapa de su evolución estelar: empezará a expandirse y se convertirá en una gigante roja. Comenzará a consumir helio (27,1%), disminuirá de tamaño convirtiéndose en una enana blanca y se enfriará poco a poco hasta el final de su vida. Al morir expulsará al espacio polvo y gas del que se formarán otras estrellas.

La luz del Sol incluye todos los colores del arcoíris. Al superponer todos ellos obtenemos un haz de luz blanca, con el máximo de emisión en el verde aunque, debido al efecto de la atmósfera, lo veamos amarillo.

El interior del Sol es demasiado denso para poder ser observado. Los fotones generados no logran escapar al espacio, la capa más profunda que podemos observar es la fotosfera y su superficie está demasiado caliente para poder instalar un telescopio. ¿Cómo podemos estudiar lo que ocurre en su interior? La respuesta es a través de su luz. Todo cuerpo celeste emitiendo luz propia nos está contando su historia. Toda la información sobre los procesos físicos que ocurren en su interior está codificada en la luz que observamos. Para estudiar el Sol en detalle necesitamos telescopios más grandes e instrumentos que permitan observar su superficie con alta resolución. Una manera de descodificar esta información es utilizar un espectrógrafo acoplado a un telescopio. Este descompondrá la luz en sus longitudes de onda constituyentes en un patrón conocido como espectro. A partir de él podemos inferir información como: la composición química de la estrella, su estado de evolución, edad, temperatura en su superficie y estimar cómo evolucionará. Esta técnica, conocida como espectroscopía, fue introducida en el siglo XVII por Isaac Newton utilizando un prisma para descomponer un haz de luz. Cuatro siglos después y utilizando sistemas ópticos más sofisticados, podemos encontrar espectrógrafos en todos los telescopios.

España y, en particular, el Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC), lidera un ambicioso proyecto para construir un telescopio solar de 4,2 metros de diámetro, el Telescopio Solar Europeo (EST), en las Islas Canarias, que será la herramienta necesaria para dar respuesta a las incógnitas que aún tenemos sobre el Sol. Uno de sus instrumentos es un espectrógrafo de campo integral con una propuesta tecnológica que aúna diversos desafíos. Este instrumento proporcionará el espectro en alta resolución espacial (0,1 segundos de arco) y espectral (R≈300 000) de todos los puntos de una región rectangular sobre la superficie del Sol en las mismas condiciones atmosféricas. Para ello aplicará la tecnología de image slicer, dividiendo el campo de visión (ochenta segundos de arco cuadrados) y reorganizándolo en ocho rendijas que iluminarán el espectrógrafo. Esta región solar se observará en ocho longitudes de onda en el rango de visible e infrarrojo cercano (3900 – 23 000 Å) simultáneamente, permitiendo observar fenómenos que ocurren a diferentes profundidades ópticas, es decir, a diferentes alturas en el interior del Sol, para estudiar cómo están conectados entre sí.

Este viaje al interior del Sol como nunca antes lo habíamos observado, está programado en torno al 2029, cuando EST vea su primera luz. La tecnología y la ciencia irán de la mano para permitirnos entender el universo en que vivimos.

Gabriel Pérez (IAC). Esquema de los componentes ópticos del espectrógrafo de campo integral diseñado para EST. Un primer espejo parabólico colima el haz y sitúa la pupila en la red de difracción, donde tiene lugar la descomposición espectral. Un segundo espejo parabólico (cámara) enfoca los haces a su distancia focal. Un sistema de reimaginación adapta el tamaño de la imagen al tamaño del detector. A la entrada del instrumento, una IFU basada en el concepto de “image slicer” descompone un campo de visión de 80 segundos de arco cuadrados en ocho rendijas. Una máscara multi-rendija selecciona las longitudes de onda observadas por el espectrógrafo. Éstas son separadas por un predispersor que, en este caso, es básicamente otro espectrógrafo con una red de difracción de baja dispersión para evitar posibles solapamientos.

BIOGRAFÍA: Ariadna Calcines Rosario nació en Gran Canaria (Agaete). Es Doctora en Astrofísica por la Universidad de La Laguna. Se especializó en el diseño de Instrumentación Astrofísica y trabajó durante ocho años en el Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC). Durante los últimos siete años ha trabajado en el extranjero, mayoritariamente en el Reino Unido, donde actualmente es diseñadora óptica senior en el Centro de Instrumentación Avanzada de la Universidad de Durham. Previamente fue jefa del Departamento de Óptica del Instituto de Astrofísica de Potsdam (AIP) en Alemania. Entre sus proyectos destacan el diseño de instrumentación para: EST, GREGOR, VLT, ELT, GEMINI North y proyectos espaciales de la Agencia Espacial Europea.

*Adriana de Lorenzo-Cáceres Rodríguez, natural de Santa Cruz de Tenerife, es la coordinadora de Gaveta de Astrofísica. Licenciada y Doctora en Física por la Universidad de La Laguna con un proyecto de investigación sobre galaxias desarrollado en el Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC), ha sido investigadora postdoctoral en la Universidad de St Andrews (Escocia), la Universidad de Granada, la Universidad Nacional Autónoma de México y el IAC. Actualmente trabaja en la Universidad Complutense de Madrid. Es miembro de la Comisión Mujer y Astronomía de la Sociedad Española de Astronomía y del equipo editorial de su boletín bianual.