A 60 años del descubrimiento de Cerro Tololo: un Observatorio al “borde del abismo”
El 23 de noviembre de 1962, astrónomos e ingenieros eligieron a Cerro Tololo como el sitio ideal para construir un nuevo observatorio, iniciando una era de exploración, descubrimientos y aprendizajes sin precedentes.
23 Nov. 2022
En lo alto de las montañas de la región de Coquimbo, en Chile, se encuentra una cumbre llamada Cerro Tololo, cuyo nombre causa la curiosidad de sus vecinos. “Tololo” significa “al borde del abismo”, una descripción que se asignó a la montaña por el antiguo pueblo Diaguita, en referencia a su escarpada geografía en su lado noreste. Pero el nombre tal vez es aún más apropiado ahora, porque la cumbre se ha convertido en un importante punto de observación para quienes miramos hacia el otro gran abismo: la vasta expansión del Universo.
Hoy se cumplen 60 años desde que se tomó la decisión de construir un observatorio en la cima de Cerro Tololo, a 2.200 metros sobre el nivel del mar.
Seis décadas después, el Observatorio Cerro Tololo (CTIO) alberga más de 40 telescopios, incluyendo observatorios inquilinos (tenants), que ofrecen vistas prístinas de los cielos australes a los astrónomos de todo el mundo.
El Telescopio de 4 metros Víctor M. Blanco, puesto en servicio en 1974, ahora cuenta con la Cámara de Energía Oscura (DECam por sus siglas en inglés), diseñada específicamente para el Estudio de la Energía Oscura. Por su parte, el Consorcio SMARTS opera cuatro telescopios en CTIO. Estos contribuyen a un amplio rango de campos astronómicos, desde el descubrimiento de nuevos exoplanetas hasta la definición de la composición química de cuerpos celestes a través de espectroscopía. Pero, ¿cómo una cima de montaña seca llamada Cerro Tololo se transformó en el próspero centro de ciencia que vemos hoy?
La historia comienza en 1958, cuando existían sólo 10 observatorios astronómicos en el hemisferio sur, y ninguno de estos lugares se habían elegido considerando condiciones de observación específicas. La poca cantidad de estas instalaciones dificultaban en gran manera los estudios de todo el cielo, limitando los temas que podían explorar los astrónomos.
Y es más, algunos de los cuerpos celestes más fascinantes –incluyendo las Nubes de Magallanes y la región de Carina-Centaurus de la Vía Láctea, que está repleta de nebulosas– sólo se observan en los cielos australes. Por ello, estaban fuera del foco de los mejores telescopios de esos tiempos, los cuales se encontraban en el hemisferio norte.
Entonces, en junio de 1958, Federico Rutllant (de la Universidad de Chile), mientras visitaba el Observatorio Yerkes, le sugirió a sus colegas astrónomos la idea de un observatorio cooperativo de clase mundial en Chile, para expandir la visión de nuestros cielos.
En 1960, con el apoyo de la Fundación Nacional de Ciencias (NSF por sus siglas en inglés) de Estados Unidos, y de la Asociación de Universidades para la Investigación en Astronomía (AURA por sus siglas en inglés) tomó la idea y acordó liderar la iniciativa. El “Proyecto Chile” (como se llamó en ese momento) contó con la coordinación de astrónomos del Observatorio Nacional Kitt Peak (KPNO por sus siglas en inglés) en Tucson, Arizona.
Parecía que no había tiempo que perder, porque los registros del informe anual de KPNO entre 1960–1961 indican que ya habían iniciado los estudios en Chile.
En los próximos meses, los astrónomos estudiaron varias montañas desde Santiago hasta el norte de Chile. La mayoría de las montañas candidatas se encuentran en el Desierto de Atacama, cuya atmósfera extremadamente seca propicia excelentes condiciones de observación, con un índice mínimo de vapor de agua que interfiere con la luz antes de llegar a los telescopios. Pero los estudios de terreno también se extendieron justo al sur de la región de Atacama, a la región de Coquimbo, donde las montañas se encuentran más cerca del mar que en ningún otro lugar del país. Allí, las características atmosféricas, oceánicas y geográficas se combinan para entregar vistas exquisitas del cielo nocturno a los observadores del cielo.
Luego de más de un año de estudio de potenciales sitios, se llegó a la decisión de dos lugares, ambos en la región de Coquimbo: Cerro Tololo y una montaña un poco más al norte. Si bien ambas montañas estaban cerca de ciudades y puertos, las que estaban cerca de Tololo –las ciudades de Vicuña y La Serena, así como el puerto de Coquimbo– eran más grandes que las que estaban cerca del otro sitio candidato. Además, Tololo estaba más cerca del único aeropuerto internacional de Chile en Santiago (aunque a unos 500 kilómetros de distancia), una ventaja para cuando se necesitara enviar los equipos por avión. Al final, la balanza se inclinó hacia el otro lado por razones prácticas.
El 23 de noviembre de 1962, se decidió oficialmente que Cerro Tololo sería el lugar para construir el nuevo observatorio, el cual, desde ese momento, se llamó Observatorio Interamericano Cerro Tololo o CTIO (por sus siglas en inglés)..
“Resultó muy emblemático bautizar al observatorio como el nombre de la montaña… debido al significado de ‘Tololo’ en la lengua indígena de aquí, y también por el objetivo de construir un observatorio. De cierta forma, validó y respetó la cultura indígena. Si vienes a Chile y dices ‘Tololo’, todos saben que estás hablando de un telescopio en el norte y sobre astronomía”, comenta Leonor Opazo, jefa administrativa de CTIO.
Justo dos días después de la decisión, el 25 de noviembre de 1962, AURA compró el terreno de casi 30.000 hectáreas, con Tololo cerca de su centro; y el 2 de diciembre, se izó una bandera simbólica en Tololo. Jurgen Stock, encargado de supervisar los estudios de sitios y que después se convertiría en el primer director de CTIO, escribió sobre el momento del izaje de la bandera en su diario personal.
En sus memorias, escribió sobre los dos palos de eucalipto de 7 metros que se subieron a la montaña arriba de una mula especial para esta complicada misión de subir y bajar varias veces a través de cada curva cerrada. “El viaje a Los Placeres no tuvo contratiempos, pero claramente fue muy lento”, escribió Stock.
Pero el esfuerzo de izar la bandera no se comparaba con el trabajo que vendría más adelante. En esos tiempos, sólo se podía subir a la cumbre a caballo por unas 10 horas, con una estadía nocturna a medio camino. La primera tarea entonces consistió en construir caminos a la montaña que conectaran con Vicuña y La Serena. También se tenía que establecer el acceso al agua, lo cual se hizo construyendo un sistema para bombear agua de dos arroyos que estaban a un kilómetro abajo de la cima.
Y por si eso fuera poco, la misma cumbre de la montaña tenía que aplanarse para crear una plataforma uniforme para los telescopios. Esto se realizó a principios de 1964, cuando la superficie rocosa se redujo a un nivel de 14 metros debajo de la cumbre original. Ese mismo año, comenzaron las excavaciones para comenzar a construir los edificios que albergarían los primeros telescopios y AURA tomó las precauciones para seguir el estricto código de construcción de edificios antisísmicos.
Pero los desafíos no sólo estaban en el plano físico. Como el primer observatorio internacional de Chile, CTIO enfrentó una gran cantidad de dificultades administrativas y políticas, y el apoyo de la Universidad de Chile fue fundamental para superarlas. Como la planificación fue coordinada por KPNO, la universidad además ofreció a AURA las longitudes de onda de comunicación radial asignadas para la labor y así asegurar una comunicación expedita, y así los primeros mensajes radiales entre KPNO y CTIO ocurrieron en febrero de 1964.
La Universidad de Chile también patrocinó a CTIO para obtener derechos de importación libre de impuestos por parte del gobierno de Chile. AURA incluso tuvo que tramitar los derechos de minería de su terreno –dado que no pertenecen automáticamente al propietario del terreno en Chile– para evitar que alguien más lo hiciera y así proteger el sitio para el desarrollo de la astronomía.
Durante 1967, se construyeron varios edificios y se instalaron telescopios, incluyendo el Telescopio SMARTS de 0,9 metros y el Telescopio SMARTS de 1,5 metros, que aún están operativos como parte del Consorcio SMARTS de telescopios. En noviembre de 1967, el telescopio de 1,5 metros vio su primera luz y la inauguración oficial de CTIO se realizó al día siguiente.
Para ese momento, existía un compromiso de financiamiento para un telescopio de 4 metros en la montaña, lo que aseguraría que el observatorio se convertiría en un verdadero líder mundial. Unos años después, en junio de 1973, los componentes del telescopio llegaron al puerto de Coquimbo en 86 cajas, con un peso total de 500 toneladas.
Luego de un meticuloso proceso de transporte y montaje en la cumbre, el telescopio de 4 metros, que fue el telescopio del hemisferio sur más grande de ese momento, comenzó sus operaciones en 1976. Se le llamó Telescopio de 4 metros Víctor M. Blanco, en honor al segundo director de CTIO en 1995.
A finales de 1975, justo 13 años después que se decidiera construir un observatorio en Cerro Tololo, se contaba con ocho telescopios operando en el lugar.
Desde ese momento, la población de telescopios en el sitio del observatorio seguía creciendo, y Tololo fue recibiendo numerosos elogios científicos en el camino. Tal vez el mejor logro de CTIO hasta la fecha fue el rol que desempeñó en el descubrimiento de la expansión acelerada del Universo. En 1990, el Telescopio de 4 metros Víctor M. Blanco colaboró con importantes observaciones al Equipo High-Z Supernova Search, que estudiaba en qué medida las supernovas distantes estaban alejándose de nosotros, para entender cómo se estaba expandiendo el cosmos. Al revisar estas y otras observaciones, los astrónomos se sorprendieron al descubrir que el Universo parecía estar acelerándose en su expansión, un descubrimiento que llevó a tres científicos a obtener el Premio Nobel de Física en 2011.
Con la meta de comprender este desconcertante resultado, se diseñó y construyó un nuevo instrumento de última generación: La Cámara de Energía Oscura (DECam), instalada en el Telescopio Blanco con el financiamiento del Departamento de Energía (DOE por sus siglas en inglés) y la Fundación Nacional de Ciencias (NSF por sus siglas en inglés) de Estados Unidos. Este generador de imágenes CCD de campo amplio de alto rendimiento cuenta con 62 CCDs de ciencia y 12 CCDs para guiaje y enfoque, con un total de 570 megapíxeles, e imágenes de un campo de 3 grados cuadrados (2,2 grados de ancho). Por 6 años (2013-2019), la DECam realizó el Estudio de Energía Oscura (DES por sus siglas en inglés), un esfuerzo internacional y colaborativo para mapear cientos de millones de galaxias, detectar miles de supernovas y encontrar patrones de estructura cósmica que se están analizando para investigar la naturaleza de la misteriosa energía oscura que acelera la expansión de nuestro Universo.
Además de llevar a cabo el DES, la DECam ha realizado descubrimientos emocionantes; en 2017, fue parte de la primera detección de una contraparte electromagnética de un evento de onda gravitacional que llevó a obtener un Premio Nobel de Física en 2017. El año pasado, un grupo de estudiantes de Chicago que utilizaba la DECam, descubrió la galaxia con la lente gravitacional más brillante conocida hasta la fecha, y sólo el mes pasado, con este mismo instrumento, astrónomos detectaron el asteroide potencialmente más peligroso de los últimos ocho años. Si bien no es el telescopio más grande del hemisferio sur en este momento, el telescopio Blanco logró otro primer lugar este año: como el telescopio terrestre de óptica-infrarroja más productivo basándose en la cantidad del impacto científico de sus publicaciones en los últimos cinco años.
Y parece que CTIO no piensa detenerse. Incluso se ha expandido más allá de la montaña que lo bautizó, ahora también opera el Telescopio SOAR en el cercano Cerro Pachón, donde también el Observatorio Vera C. Rubin se encuentra en construcción. Esta nueva instalación realizará estudios profundos del cielo de gran impacto, y explorará la Vía Láctea de forma más completa, así como también jugará un rol clave en la identificación de eventos astronómicos transitorios de interés.
Por lo que el trabajo sigue en la actualización y mejora de las capacidades de CTIO, llevando a la tecnología a sus límites y expandiendo nuestro conocimiento sobre el Universo. Construir un observatorio en algún lugar es una tarea titánica, y mucho más en una cima con una altura de 2.200 metros, pero las extraordinarias vistas del Universo que nos entregan los telescopios, y las profundas perspectivas que nos revelan, nos demuestran que cada esfuerzo ha valido la pena y continúa haciéndolo.
