Solo conocemos un planeta Tierra, pero fuera de nuestro Sistema Solar hay innumerables estrellas que albergan exoplanetas, y que el telescopio James Webb ayudará a escrutar con sus potentes instrumentos.
Este 24 de enero, el telescopio alcanzó su órbita final, a 1,5 millones de kilómetros de la Tierra y desde allí este coloso, que necesitó de tres décadas para ser construido, comenzará a observar las primeras galaxias del Universo.
Este proyecto se puso en marcha en la década de 1990, y su construcción se inició en 2004. Su despegue se pospuso muchas veces, inicialmente en 2007, luego en 2018, especialmente por la complejidad de su desarrollo.
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El observatorio es el resultado de una inmensa colaboración internacional e integra también instrumentos canadienses y europeos. Más de 10.000 personas trabajaron en el proyecto, cuyo presupuesto se disparó, a un costo que finalmente se acerca a los 10.000 millones de dólares.
"¡Bienvenido a casa, Webb!", exclamó el jefe de la agencia espacial estadounidense, Bill Nelson. "Hemos dado un paso más para descubrir los misterios del Universo. ¡Y tengo ganas de ver las primeras nuevas imágenes del Universo del telescopio Webb este verano!".
El Webb, que funcionará durante al menos cinco años y, potencialmente, hasta más de 10 años, desplegará una obra maestra de la tecnología astronómica: el Instrumento de Infrarrojos Medios (MIRI), equipado con una cámara y un espectrógrafo para detectar ese tipo de emisión lumínica que es invisible al ojo humano.
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"Revolucionará la manera cómo vemos las atmósferas de los planetas. ¡Vamos a poder ver sus entrañas!" celebró Pierre-Oliver Lagage, de la agencia espacial francesa, que trabajó en el MIRI.
Pierre Ferruit, otro científico del proyecto Webb y miembro de la Agencia Espacial Europea, explicó que el MIRI será capaz de analizar el rastro infrarrojo que deja la luz cuando se filtra a través de la atmósfera de un planeta, a su paso delante de su estrella.
De esta manera, explicó Ferruit, los científicos podrán averiguar si esa atmósfera contiene moléculas como el vapor de agua, el monóxido de carbono o el metano, sustancias presentes en la atmósfera de la Tierra y que podrían potencialmente mostrar actividad biológica en la superficie del exoplaneta en cuestión.
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"Imaginar que hace veinte años apenas conocíamos los exoplanetas, y que ahora podremos saber la composición de sus atmósferas, eso es enorme", añadió Ferruit. "Mi sueño sería descubrir una atmósfera en torno a un planeta rocoso en una zona habitable, con moléculas de agua" explica René Doyon, del Instituto para la Investigación de los Exoplanetas de Montreal, y responsable de otro instrumento a bordo del Webb.
¿Cómo es el telescopio James Webb?
Su pieza central es su enorme espejo principal, de 6,6 metros de diámetro y formado por 18 espejos hexagonales más pequeños. Están hechos de berilio y recubiertos de oro para reflejar mejor la luz capturada desde los confines del Universo.
El observatorio también cuenta con cuatro instrumentos científicos: generadores de imágenes para tomar fotografías del cosmos y espectrómetros, que descomponen la luz para estudiar las propiedades químicas y físicas de los objetos observados.
El espejo y los instrumentos están protegidos por una enorme visera, formada por cinco capas superpuestas. Son del tamaño de una cancha de tenis, delgados como un cabello, y fabricados en kapton, un material elegido por su resistencia a las temperaturas extremas: un lado estará expuesto a más de 110 °C y el otro a -235 °C.
También habrá a bordo un módulo de servicio que contiene el sistema de propulsión y comunicación. En total, el observatorio pesa el equivalente a un autobús escolar.
¿Adónde está ubicado el telescopio?
El telescopio se colocó en órbita a 1,5 millones de kilómetros de la Tierra, cuatro veces la distancia de nuestro planeta a la Luna. A diferencia del telescopio Hubble que gira alrededor de la Tierra, James Webb estará en órbita alrededor del Sol y evolucionará en constante alineación con nuestro máximo astro y la Tierra, "detrás" de esta última.
El espejo del telescopio estará constantemente de espaldas al Sol y le llevará alrededor de un mes alcanzar esta posición, denominada punto de Lagrange L2. A esta distancia, no se puede prever ninguna misión de reparación tripulada, como había sido el caso del Hubble.
¿Cómo se desplegó el James Webb?
Dado que el telescopio era demasiado grande para caber en un cohete, fue doblado sobre sí mismo, una limitación técnica que genera la parte más complicada de la misión: su despliegue en el espacio fue el más peligroso jamás intentado por la NASA y, sin embargo, lo logró con éxito.
Aproximadamente 30 minutos después del despegue, se desplegaron la antena de comunicaciones y los paneles solares que le suministran energía.
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Entonces, la extensión de la visera solar, hasta ahora plegada como un acordeón, comenzará el sexto día, mucho después de haber pasado la Luna. Sus delgadas membranas serán guiadas por un complejo mecanismo que involucra 400 poleas y 400 metros de cable.
Durante la segunda semana, finalmente llegará el turno del espejo y, una vez en su configuración final, los instrumentos deberán enfriarse y calibrarse, y los espejos deberán ajustarse con mucha precisión. Después de seis meses de aprontes y procedimientos, el telescopio estará listo.
¿Cuál es la misión del James Webb?
James Webb tiene dos misiones científicas importantes que juntas representarán más del 50% de su tiempo de observación.
Primero, explorar las primeras edades del Universo, que se remontan a unos pocos cientos de millones de años después del Big Bang -la Gran Explosión, base de la teoría de la evolución universal-. Los científicos quieren observar las primeras galaxias y las primeras estrellas del Universo.
Su segunda gran misión será estudiar exoplanetas, es decir, planetas alrededor de estrellas distintas de nuestro Sol, en busca de un entorno habitable, en particular mediante el estudio de su atmósfera.
La gran novedad de James Webb es que solo operará por medio del infrarrojo cercano y medio. Podrá ver a través de nubes de polvo impenetrables para el Hubble, que tiene una pequeña capacidad de infrarrojos pero opera principalmente en luz visible y ultravioleta.
También se planean observaciones más cercanas, en nuestro sistema solar, de Marte o Europa, una luna de Júpiter.
NT / ds / fotos: NASA / ESA
