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Diciembre: Astrónomos

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¿Cómo trabajan los astrónomos?


 

¿Qué es un astrónomo? ¿A qué se dedica?

 

El astrónomo

Existen astrónomos aficionados y astrónomos profesionales. Los aficionados son personas que dedican su tiempo libre a cualquier actividad relacionada con la Astronomía, realizando contribuciones muy significativas. Para una relación bastante completa de las asociaciones de astrnómos aficionados en España, puede consultarse en:

 
http://www.iac.es/cosmoeduca/asociaciones.htm
 
En este reportaje nos centramos en los profesionales, que son los que dedican su actividad laboral a la Astronomía y son remunerados por ello.
 
Antiguamente los astrónomos eran unos pocos privilegiados que contaban con el apoyo de los gobernantes que les construían las instalaciones necesarias y patrocinaban sus investigaciones.
 

Es el caso de Tycho Brahe (1546-1601) Astrónomo real de Federico II en su observatorio Uranienborg (isla de Sven) al que vemos trabajando en el cuadrante mural acompañado de ayudantes.

 

o de Giovanni Cassini (1625-1712) Primer director del observatorio de París  por invitación de Luis XIV (Puede leerse sobre los observatorios reales de Francia e Inglaterra en 1670: La fundación de los observatorios de París y Greenwich por Rafael Bachiller.)

 

En la actualidad los astrónomos son científicos que trabajan para una Universidad (para un listado completo de universidades en la red de investigación española, véase http://www.rediris.es/rediris/centros/univ.es.phtml) u Organismo Público de Investigación (OPI; para una relación actualizada de OPIs españoles, véase:

http://ciencia.micinn.fecyt.es/ciencia/organismos/index.html.

Al contrario que en otros campos de la investigación, no existen empresas privadas que contraten astrónomos para realizar investigación astronómica. No obstante, sí que existen empresas que trabajan desarrollando una actividad importante en desarrollos de instrumentación astronómica.

En este trabajo intentaremos dar una visión general del tipo de trabajo que lleva a cabo normalmente una persona que se dedica a la Astronomía como profesional. También resumiremos cual es el camino normal a seguir si se quiere llegar a ser uno de estos astrónomos profesionales.

 

La carrera del astrónomo.
Para llegar a trabajar como astrónomo lo usual es estudiar una carrera de Físicas, eligiendo las asignaturas optativas que permitan especializarse en Astronomía o en Astrofísica. Actualmente el Grado en Físicas dura 4 cursos y tras ellos debe realizarse un máster de dos años que incluye un trabajo de investigación de máster. Ejemplos de másteres en Astrofísica en España son el Programa Oficial de Posgrado Interuniversitario en Astrofísica organizado conjuntamente en Madrid por la Universidad Complutense y la Universidad Autónoma (http://www.ucm.es/info/Astrof/POPIA/) o el Programa Oficial de Postgrado en Astrofísica de la Universidad de La Laguna y el Instituto de Astrofísica de Canarias (http://www.iac.es/ensenanza/master/).
 
Si tras esos años de estudios se tiene un expediente académico bueno y ganas de dedicarse a la investigación, se puede iniciar una tesis doctoral disfrutando de una beca. También se puede iniciar una tesis sin beca, pero entonces todo es más difícil pues la beca es la que proporciona un sueldo durante un período de varios años (la cantidad y duración de la beca depende del organismo que la proporciona). Durante la etapa de doctorando el estudiante realiza un trabajo original bajo la tutela de su director de tesis y dentro de la rutina del grupo de investigación. Tras unos años (que pueden variar entre tres y seis o más) el trabajo ha alcanzado una madurez y resultados suficientes para que la tesis sea defendida en una universidad. De esta forma se obtiene el título de doctor y para entonces ya se considera que ha adquirido el conocimiento y las técnicas necesarias para realizar investigaciones por su cuenta.
 
Para el período postdoctoral, que suele ser muy fructífero, se solicitan becas o contratos temporales. Es preferible que el nuevo doctor realice estancias prolongadas en centros de prestigio en el extranjero para mejorar su formación. Tras unos años el investigador ya está completamente formado y sólo le queda encontrar una plaza en algún organismo público de investigación o universidad para dedicarse a la Astronomía sin tener que preocuparse de los contratos. Estas plazas se consiguen mediante concursos y oposiciones.
 
 
Trabajo en equipo.
Como en otras ramas de la ciencia, es muy extraño que un astrónomo trabaje en solitario. Lo normal es que desarrolle su investigación en el seno de un grupo. Los equipos están formados por investigadores seniors que son los que dirigen la investigación y gestionan el grupo, becarios o contratados postdoctorales y doctorandos. Los trabajos que desarrolla el grupo de investigación están especializados en algún tema concreto de Astronomía. Es muy frecuente que los grupos de investigación en Astronomía estén formados por personas de diferentes nacionalidades.

 

 

 En esta imagen obtenida en un congreso científico se reúnen doctorandos en su primer año de trabajo y otros a punto de terminar su tesis, investigadores postdoctorales y profesores o investigadores seniors, todos ellos de diferentes países.

 
 
El método científico y la importancia de la observación astronómica
El desarrollo de las investigaciones está basado en el Método Científico, que se apoya en dos principios esenciales. Por una parte la Reproducibilidad, o capacidad de repetir un determinado experimento en cualquier lugar y por cualquier persona, y por otra la Falsabilidad, que significa que se pueden diseñar experimentos que en el caso de dar resultados distintos a los predichos negarían la hipótesis puesta a prueba.
 
Una investigación consta de los pasos siguientes:
  1. Observación: Aplicar los sentidos a un objeto o a un fenómeno para estudiarlos.
  2. Inducción: La acción y efecto de extraer, a partir de determinadas observaciones o experiencias particulares, el principio general que en ellas está implícito.
  3. Hipótesis: Planteamiento que se busca comprobar o refutar mediante la observación siguiendo las normas del método científico.
  4. Experimentación para probar la hipótesis.
  5. Demostración o refutación de la hipótesis.
  6. Conclusiones. 
 
En el caso de la Astronomía la experimentación es limitada ya que es imposible reproducir en los laboratorios de la Tierra algunos fenómenos que tienen lugar en el Cosmos y que implican condiciones extremas (tamaños, temperaturas, presiones, escalas de tiempo, etc.). Nuestro laboratorio es el Cosmos y nos tenemos que limitar a ser observadores pasivos. Por eso es tan importante la observación astronómica.

 

La observación astronómica

 
Los observatorios.
En la antigüedad los telescopios se situaban dentro de las ciudades, pero el desarrollo de las mismas provocó un empobrecimiento de la calidad del cielo impidiendo las observaciones astronómicas. Actualmente los observatorios se construyen en lugares apartados de la contaminación lumínica y atmosférica, de manera que las condiciones de observación sean las idóneas. Eso significa tener una estadística de baja nubosidad o estar situado por encima de la capa de inversión de la atmósfera, en cuyo caso las nubes se forman por debajo del observatorio. También se necesita una atmósfera con bajo nivel de turbulencia. Estas condiciones atmosféricas se muestrean en los posibles emplazamientos durante mucho tiempo antes de decidirse a colocar los observatorios. 
 
 
 
 
 
El observatorio del Roque de los Muchachos en la Isla de La Palma y algunos de los telescopios que alberga.

 

Los observatorios con mejores condiciones se sitúan en zonas altas, generalmente por encima de 2000 m, y agrupan múltiples telescopios que disfrutan de unas infra-estructuras comunes como residencia de astrónomos, talleres, biblioteca, etc. El personal fijo del observatorio se ocupa del mantenimiento de la instalación y del buen funcionamiento de los instrumentos. Los mejores observatorios del mundo se encuentran en Hawaii, Estados Unidos, Chile y España.
 
 
 
 
Algunas de las instalaciones del Observatorio de Calar Alto (Almería) con la sala de control, la cantina y las habitaciones para el descanso diurno de los astrónomos.
 
La atmósfera terrestre actúa como un filtro que sólo permite el paso de radiación en el visible y en la región de radioondas. Para observar en longitudes de onda no accesibles desde tierra es necesario colocar los telescopios en el espacio. Estos observatorios espaciales tienen características especiales en cuanto a su diseño y uso y han sido tratados en detalle en: http://astronomia2009.es/El_Tema_del_mes/Septiembre:_Misiones_Espaciales/El_Espacio:_la_ultima_frontera.html
 
 
Uso de los telescopios. Competencia y Propuestas.
Para llevar a cabo las investigaciones los astrónomos plantean un proyecto científico que puede necesitar como parte fundamental unas observaciones. Como existe un número limitado de observatorios y de telescopios y muchos proyectos de investigación que desarrollar, es necesario establecer un sistema de reparto entre todos los astrónomos.
 
Los comités de asignación de tiempo de cada observatorio determinan quién observa en cada telescopio cada noche. Esta asignación se realiza por semestres para que el investigador sepa con antelación suficiente cuando podrá observar. El sistema de asignación podría ser igualitario en el sentido de repartir el número total de noches de observación disponibles entre el número de proyectos, pero no puede funcionar porque el factor de sobrepetición suele ser alto. Por ejemplo si el factor es cinco significa que de cada 5 proyectos sólo se puede asignar tiempo de observación a 1. La obtención de tiempo de observación es fundamental para cualquier equipo investigador, ya que unas pocas noches de uso de uno de los grandes telescopios actuales puede dar trabajo a varias personas durante varios meses.
 
 
¿Cómo se elabora una propuesta de observación?
La asignación se basa entonces en criterios de calidad (científicos y de viabilidad) de las propuestas científicas que son evaluadas en competencia con las demás que se presentan. Una vez establecido un orden se adjudican las noches de observación a las mejores propuestas.
 
Por eso es muy importante rellenar con sumo cuidado los formularios de propuestas de observación para convencer a los miembros del comité de que el proyecto que se presenta merece obtener el premio de la concesión de tiempo. Las propuestas contienen información sobre los solicitantes, la instrumentación requerida, el contexto científico, los resultados anteriores y los esperables y también los objetivos científicos que se esperan alcanzar.
 
 
¿Cómo se realizan las observaciones?
Si se ha concedido tiempo a un proyecto, el equipo de investigación dispone de por ejemplo un par de noches para desarrollarlo. Se dispone pues de poco tiempo de observación que hay que aprovechar muy bien.
 
Recientemente una fracción cada vez mayor de proyectos observacionales se llevan a cabo por el propio personal del observatorio, pero lo normal que es que al menos una parte del equipo de investigación se desplace al telescopio con tiempo suficiente para aclimatarse y entrevistarse con el astrónomo de soporte que trabaja en el observatorio. Esta persona es el experto que ayuda a que los observadores saquen el máximo partido de la instrumentación utilizada.
 
Astrónomos observando con los telescopios Keck en Hawai. Para facilitar su trabajo la sala de control se duplica en Waimea a 762m de altura. Originalmente los astrónomos descansaban a 2900m y subían cada tarde a Mauna Kea a 4145m para observar durante la noche, unas condiciones que no todos podían resistir.
 
Las observaciones nocturnas empiezan antes de la puesta de sol, con toma de datos que sirven para ajuste y calibración de los instrumentos. Durante la noche los astrónomos trabajan en la sala de control que normalmente está adyacente a la cúpula que contiene el telescopio, aunque esto hoy en día no es necesario; en algunos casos el astrónomo se encuentra lejos del telescopio y entonces se realizan observaciones remotas. La sala de control contiene las terminales que permiten comandar el telescopio y los instrumentos y es similar a una sala de ordenadores.
 
 

Observadores en la sala de control del telescopio Isaac Newton en el Observatorio del Roque de los Muchachos. Estas observaciones coincidieron con final de año y los astrónomos tomaron las uvas sin apartar la mirada de las consolas.
 
Al acabar la noche se realizan nuevas observaciones de calibración y llega el momento del descanso. Durante el día hay que sacar tiempo para analizar las observaciones de la noche anterior para comprobar que se están obteniendo datos de calidad y para hacer los ajustes necesarios para la siguiente noche.
 
Esta es la forma habitual de observación en la que los astrónomos regresan a casa con sus datos en bruto para procesarlos en su lugar de trabajo. Existen otras formas de observación en las que el astrónomo no participa in situ. Son los profesionales del observatorio los que realizan las observaciones e incluso en algunos casos procesan los datos que son enviados posteriormente a los astrónomos.
 
También hay proyectos llamados clave y proyectos de tipo exploración que necesitan un número de noches de observación elevado para garantizar el logro de sus ambiciosos objetivos. Estos proyectos implican a varios grupos de investigación y en algunos casos necesitan de forma exclusiva una instalación astronómica que se dedica de manera exclusiva a este proyecto.
 
 

Después de la observación: procesado y análisis de datos

 
 ¿Cómo son los datos? ¿Cómo se procesan?
Las observaciones modernas producen datos en formato digital, ya que los instrumentos astronómicos utilizan detectores similares a los CCD de las cámaras fotográficas y de vídeo. Esto supone una ventaja porque podemos visualizarlos y analizarlos usando programas específicos en potentes ordenadores. La inspección de las observaciones justo después de ser obtenidas es muy interesante porque permite comprobar que se están realizando bien y, en su caso, tomar decisiones rápidas para mejorarlas.
 
Una parte no despreciable del tiempo de las observaciones consiste en obtener calibraciones para poder convertir los datos en información interpretable científicamente. Algunas de estas observaciones se pueden realizar antes o después de la puesta de sol de forma que se dedica el tiempo oscuro a observar los objetos motivo de nuestro estudio. Otras deben ser obtenidas durante la noche.

 

 
Imágenes obtenidas con una cámara CCD a través de un filtro en una línea espectral del Hidrógeno. Para llegar a las imágenes finales se necesita procesar las imágenes originales con ayuda de las de calibración (las dos de la derecha). Este trabajo meticuloso puede llevar meses y se realiza en general con programas de libre acceso (software libre). Una suite completa del software profesional usado por los astrónomos se puede obtener en la página web del European Southern Observatory http://www.eso.org/sci/data-processing/software/scisoft/.
 
 
Los datos en bruto o en crudo se procesan con ayuda de los datos de calibración con los medios que dispone cada equipo de investigación en su lugar de trabajo. Para el procesado y análisis de la mayor parte de las observaciones actualmente se usan ordenadores personales de gama alta, aunque los trabajos de simulación y modelado pueden requerir el acceso a las instalaciones mas potentes, como el conocido Centro Nacional de Supercomputación Mare Nostrum (http://www.bsc.es/index.php).
 
 
¿Cómo se interpretan? Productos finales.
La fase de observación es una fracción pequeña de todo el proceso. Una observación de dos noches puede producir datos que necesitan seis meses de procesado y análisis y otro tanto de interpretación antes de producir los productos finales.
 
La última fase consiste en escribir y publicar los resultados, de manera que sean accesibles a toda la comunidad científica. Si forma parte de una tesis doctoral los resultados y conclusiones aparecerán en ésta. Además se publican en revistas científicas especializadas para que otros investigadores puedan aprovechar nuestro esfuerzo. Las revistas publican después de someter a los artículos a un proceso de arbitraje. Últimamente los astrónomos distribuyen versiones electrónicas gratuitas de sus trabajos a través de un interfaz web o listas de correo electrónico disponibles para toda la comunidad astronómica mundial. El mejor ejemplo es http://arxiv.org/archive/astro-ph.
Igualmente importante es la existencia de un portal web para la consulta y distribución de las versiones electrónicas completas de prácticamente todos los artículos publicados en Astronomía. Esta herramienta dispone de varias réplicas repartidas por todo el mundo, pero el principal está operado por el Smithsonian Astrophysical Observatory con fondos de la NASA. Se puede consultar en http://adsabs.harvard.edu/abstract_service.html. Para demostrar el altísimo grado de globalización de la Astronomía, se pueden consultar otros servicios de bases de datos disponibles en Internet, como son la NASA Extragalactic Database (NED; http://nedwww.ipac.caltech.edu/) o la base de datos astronómicos SIMBAD (http://simbad.u-strasbg.fr/simbad/).
 
No menos importante es el hecho de que los astrónomos se reúnen periódicamente en congresos especializados para compartir resultados y establecer colaboraciones. Para una lista completa de congresos en Astronomía se puede consultar http://www1.cadc-ccda.hia-iha.nrc-cnrc.gc.ca/meetings/.
 
 

La financiación de los proyectos

 
¿Quién paga todo esto? ¿Qué interés tiene?
Es interesante notar que todas estas investigaciones, que no tienen un interés comercial inmediato, son financiadas con dinero público. Los investigadores, agrupados en equipos de investigación, solicitan la financiación mediante peticiones de proyectos a las diferentes administraciones, aunque la fuente principal de recursos son los proyectos pertenecientes al Plan Nacional de I+D, gestionado por la Dirección General de Investigación del Ministerio de Ciencia e Innovación (http://ciencia.micinn.fecyt.es/ciencia/proyectos/). Los proyectos son evaluados por expertos para determinar su interés científico, la calidad de los investigadores, la viabilidad del mismo y las necesidades de financiación.
 
Estos proyectos del Plan Nacional de I+D duran tres años y proporcionan dinero para realizar los viajes a los observatorios, para comprar ordenadores, para asistir a congresos, para pagar las publicaciones y para costear el material necesario para el desarrollo normal de las investigaciones. En algunos casos incluyen financiación para contratar becarios, investigadores postdoctorales o técnicos.
 
Los lectores de este reportaje están colaborando en nuestros proyectos ya que estamos trabajando con fondos obtenidos de los impuestos que pagamos todos los ciudadanos.
 

 

Astrónomos en España

La Astronomía en España es una disciplina claramente en auge, con un marcado crecimiento tanto en instalaciones y personal como en producción científica. La comunidad astronómica española tiene acceso a una impresionante batería de grandes instalaciones astronómicas, de las que podemos encontrar una relación detallada en el portal web de la Red de Infraestructuras de Astronomía (http://www.riastronomia.es/). Además, el papel de la Astronomía española en el ámbito mundial es cada vez más relevante, tal y como se puede comprobar en los estudios realizados por ASTRONET, la red europea de agencias financiadoras de la Astronomía (http://www.astronet-eu.org/).

 
En España se encuentran varios Actualmente hay unos 500 astrónomos profesionales (incluyendo doctorandos) en España y de ellos 350 doctores realizando su propia investigación. El ritmo de crecimiento es alto, alrededor de 25 nuevos doctores por año. Tenemos 12 astrónomos por millón de habitantes (menos que nuestro entorno) pero seguimos creciendo. Aproximadamente la mitad se encuentran en las universidades y los demás en Organismos Públicos de Investigación. Los grupos de investigación están muy distribuidos, llevándose a cabo investigación en Astronomía en al menos un total de 30 diferentes lugares. Todavía el número de técnicos dedicados a investigación astronómica es pequeño, unos 150.
 
Para los que quieran convertirse en astrónomos profesionales en España las buenas noticias son que cada vez hay más becas de doctorado, de manera que en los últimos años se ha alcanzado un número de becas ofertado que ya alcanza a una fracción importante de los interesados.
 

Se buscan astrónomos.

Dispuestos a trabajar ocasionalmente en montañas y otros lugares exóticos.

Se valora el sentido de aventura y estilo de vida nómada.

Horario flexible. No se exige traje formal salvo en contadas ocasiones.

Carrera de largo recorrido y paga regular. Tal vez fama, nunca fortuna.

Sólo para personas con vocación que estén preparadas para realizar descubrimientos científicos.

 

 

 

AUTOR >> Jaime Zamorano y Jesús Gallego
Departamento de Astrofísica y Ciencias de la Atmósfera
Universidad Complutense de Madrid



Créditos


Jaime Zamorano y Jesús Gallego
Departamento de Astrofísica y Ciencias de la Atmósfera
Universidad Complutense de Madrid


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Comentarios

14 mar
15:00


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Iniciación
Deseo comprar un telescopio de aproximadamente 500 euros, que caracteristicas me recomiendan, marca, modelo, tipo de lente, etc...

ESCRITO POR>> Mike



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