Telescopio espacial James Webb: por qué los científicos están tan entusiasmados, y más sobre nuevas imágenes

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El espejo primario del Telescopio Espacial James Webb  (NASA)
El espejo primario del Telescopio Espacial James Webb (NASA)

Después de más de 20 años de espera, las primeras imágenes del Telescopio Espacial James Webb están a solo unas horas de distancia. El presidente de EE.UU., Joe Biden, revelará la primera de las imágenes a las 5:30 pm (hora del Este) del lunes, y le seguirán otras más a las 10:30 am del martes.

Para los científicos que han esperado el revolucionario telescopio espacial, en algunos casos durante la mayor parte de sus carreras, estas primeras imágenes son solo el comienzo de décadas de investigación científica por venir. Los potentes instrumentos ópticos y sensibles de Webb permitirán investigaciones sobre los primeros días del universo, así como sobre la formación de las primeras estrellas y galaxias, la caracterización de las atmósferas de los exoplanetas y poder realizar inmersiones más profundas en la naturaleza de los planetas exteriores de nuestro sistema solar.

El desarrollo de lo que se convertiría en el telescopio Webb comenzó en 1996. Después de un largo viaje a través del tiempo, alrededor de US$10 mil millones, y un millón de millas a través del espacio hasta su órbita operativa más tarde, lo que una vez estuvo en el tablero de dibujo ahora es un instrumento vivo.

“Es emocionante estar en la cúspide de una nueva visión del Universo”, dijo Heidi Hammel, científica interdisciplinaria en el proyecto del Telescopio Espacial James Webb desde 2002, en una entrevista con The Independent. “¡Soy muy afortunada de haber sido parte de hacer realidad esta nueva y maravillosa máquina!”.

Más allá de ver el cumplimiento del proyecto de más de 20 años, los científicos como la Dra. Hammel están entusiasmados con Webb porque esos más de 20 años palidecen en comparación con los periodos de tiempo que Webb le ahorrará a los investigadores.

El envejecido Telescopio Espacial Hubble, con su espejo primario de siete pies de diámetro (2,1 metros), puede mirar hacia atrás en el universo primitivo para fotografiar las galaxias “pequeñas” que se formaron 480 millones de años después del Big Bang.

En particular, Webb luce un espejo de 21 pies (6,5 metros) de diámetro y es más sensible al espectro infrarrojo que el Hubble. Esto es importante porque la luz de objetos muy distantes se estira por la expansión del espacio, desplazándola más hacia la porción infrarroja del espectro. Junto con el uso de una técnica llamada lente gravitacional, en la que Webb usará la gravedad de los cúmulos de galaxias en primer plano para aumentar la luz de los objetos de fondo más distantes, el telescopio debería permitir a los científicos ver galaxias “bebés” que se formaron solo 200 millones de años después del Big Bang.

“La naturaleza, por sí sola, creó una lupa cósmica, donde un cúmulo de galaxias masivas dobla la naturaleza misma del espacio-tiempo en una lente”, explicó la Dra. Hammel. “Los humanos creamos el telescopio, JWST, que mirará a través de esa lente masiva para ver algunas de las primeras galaxias que se formaron en nuestro universo”.

La imagen más profunda del universo que se ha tomado, capturada por el Telescopio Espacial James Webb y se reveló el 11 de julio (NASA)
La imagen más profunda del universo que se ha tomado, capturada por el Telescopio Espacial James Webb y se reveló el 11 de julio (NASA)

Se espera que la imagen revelada por el presidente Biden esta semana sea una vista profunda del universo, y la más profunda registrada hasta ahora. Aunque, las futuras observaciones científicas de Webb serán aún más profundas.

“Presten especial atención a las imágenes que se revelarán el lunes por la noche”, le escribió el astrónomo de la Universidad de Chicago Michael Gladders a The Independent en un correo electrónico. “El objetivo es un cúmulo de galaxias masivo (prosaicamente llamado SMACS 0723) que actúa como una fuerte lente gravitacional. Sospecho que veremos algunas, si no la galaxia más distante jamás vista por la humanidad, en algún lugar de esas imágenes”.

Pero Webb no es solo un instrumento para estudiar los primeros días del Cosmos. También ayudará a los científicos a buscar signos de habitabilidad, y tal vez incluso de vida, en los más de 5.000 exoplanetas descubiertos hasta el momento.

Webb lleva un espectrógrafo infrarrojo, un instrumento que divide la luz en sus frecuencias componentes. Al obtener el espectro de la luz de una estrella distante a medida que atraviesa la atmósfera de un exoplaneta, los científicos podrán caracterizar las sustancias químicas de esa atmósfera.

“Es en los espectros, más que en ningún otro lugar, donde entendemos la física de los objetos astronómicos”, explicó el Dr. Gladders. “[El telescopio espacial Hubble] es sobre todo un telescopio de imágenes con capacidades modestas para la espectroscopia. JWST también tomará fotografías, muchas de las cuales serán espectaculares e instructivas, pero el impacto principal de JWST quizá se deba a su amplia gama de capacidades espectroscópicas”.

Como dijo el administrador asociado de la NASA para la Dirección de Misiones Científicas de la agencia espacial, Thomas Zurbuchen, en una conferencia de prensa previa a la publicación de las imágenes de Webb el mes pasado, se sabe que la vida en la Tierra alteró la atmósfera de nuestro planeta. Webb puede detectar cambios similares en las atmósferas de los exoplanetas si hay vida extraterrestre en el trabajo.

Y tener un telescopio infrarrojo y un espectrógrafo tan poderosos no solo es útil para estudiar cosas que están increíblemente lejos. También ayudará a los científicos a estudiar los planetas muy lejanos, como los planetas exteriores de nuestro Sistema Solar.

La Dra. Hammel, por ejemplo, planea usar su tiempo con Webb para estudiar las capas atmosféricas de Urano y Neptuno, mientras que otros investigadores estudiarán la superficie de Marte o el espectro de los asteroides.

En otras palabras, las primeras imágenes de Webb son solo la primera muestra de mucha ciencia por venir.

“Esto es solo el comienzo”, aseguró la Dra. Hammel. “JWST estudiará objetos de nuestros vecinos más cercanos en el Sistema Solar hasta el borde del Cosmos”.

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