Usan la luz de las estrellas para medir los gases invernadero

Astrónomos están demostrando cómo los telescopios pueden reutilizarse como sensores climáticos, ayudando a rastrear los cambios en la atmósfera terrestre ante el calentamiento global.

En su viaje a la Tierra, la luz de las estrellas puede cambiar al interactuar con partículas en regiones que contienen gas y polvo. Este efecto es especialmente notable cuando la luz atraviesa nuestra atmósfera, ya que esta introduce líneas (como su propio "código de barras") en los patrones de luz observados desde las estrellas (espectros estelares).

Estas líneas, conocidas como líneas telúricas, resultan incómodas para los astrónomos, quienes buscan descontaminar sus observaciones eliminando estas características indeseadas.

Sin embargo, un nuevo algoritmo llamado Astroclimes, desarrollado en la Universidad de Warwick, busca aprovechar las líneas de absorción que dejan las moléculas de la atmósfera terrestre en los espectros estelares para medir la abundancia de gases de efecto invernadero (GEI) durante la noche, como el dióxido de carbono (CO2), el metano (CH4) y el vapor de agua (H2O).

Marcelo Aron Fetzner Keniger, estudiante de doctorado y desarrollador del algoritmo Astroclimes, afirmó en un comunicado: "Monitorear la abundancia de GEI es necesario para cuantificar su impacto en el calentamiento global y el cambio climático. El uso de líneas telúricas para medir la abundancia de GEI en la atmósfera terrestre se ha empleado ampliamente mediante espectros solares, por ejemplo, por la Red Colaborativa de Observación de la Columna de Carbono (COCCON). Sin embargo, al depender de espectros solares, estas mediciones solo pueden realizarse durante el día, por lo que se espera que Astroclimes pueda cubrir la necesidad con mediciones nocturnas".

Con este objetivo, el pasado mes de julio se llevó a cabo una campaña de observación en el Observatorio Astronómico de Calar Alto (CAHA) en Almería, en colaboración con la Universidad de Warwick, la Universidad de Almería y la Agencia Estatal de Meteorología (AEMET).

El objetivo principal de esta campaña es demostrar el potencial único de combinar mediciones solares (diurnas) y mediciones de otras estrellas (nocturnas, utilizando Astroclimes) para estudiar el ciclo del carbono, el papel de los GEI en el contexto actual del calentamiento global y el fortalecimiento de los sistemas de observación de estos gases.

Los espectros diurnos se midieron con un espectrómetro FTIR portátil (EM27/SUN) de la red COCCON-España, instalado temporalmente en el Observatorio de Calar Alto. Durante la noche, se analizó la luz estelar utilizando el algoritmo Astroclimes con datos del espectrógrafo CARMENES, instalado en el telescopio de 3,5 m del observatorio. El instrumento COCCON puede obtener concentraciones atmosféricas de GEI calibradas y acordes con el estándar de la literatura, y se está utilizando para calibrar las abundancias medidas con el algoritmo Astroclimes.

Marcelo Aron añadió: "Si logramos calibrar Astroclimes con éxito con la ayuda de las mediciones de COCCON, podríamos crear una nueva red para medir las abundancias de GEI, complementando las redes actuales con mediciones nocturnas". Las observaciones diurnas realizadas por el EM27/SUN a unos 2100 m se complementaron con un segundo instrumento a nivel del mar ubicado en la Universidad de Almería (UAL).

"La red nacional COCCON-España pretende abordar la falta latente de observaciones atmosféricas de GEI en España mediante la implementación de una red de estaciones de medición a escala nacional. Uno de los principales objetivos de la red COCCON-España es mejorar el conocimiento actual sobre las fuentes y sumideros de GEI, contribuyendo así al desarrollo de estrategias de mitigación y adaptación al cambio climático", destaca Omaira García-Rodríguez (AEMET-CIAI), coordinadora de la red.