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Todo sobre James Webb: el telescopio más potente de la historia que enviaremos al espacio en octubre

publicado a la‎(s)‎ 3 jun 2021 4:00 por Javier

A partir del próximo otoño estaremos un poco más cerca de conocer los secretos más profundos del Universo gracias al Telescopio Espacial Internacional James Webb, el observatorio más grande y poderoso jamás enviado al espacio por los humanos.

Hablamos de una misión de las que dejan huella: como heredero del Telescopio Espacial Hubble, está llamado a convertirse en el siguiente gran observatorio de ciencia espacial, pues está diseñado para responder a preguntas pendientes sobre el Universo y para hacer descubrimientos revolucionarios en todos los ámbitos de la astronomía.

Detrás de semejante tarea están la Administración Nacional de Aeronáutica y el Espacio (NASA), la Agencia Espacial Europea (ESA) y la Agencia Espacial Canadiense (CSA), tres pesos pesados en lo que al estudio del Universo se refiere. Para conocer un poco más sobre Webb los socios internacionales presentarán este martes, 1 de junio, el telescopio al mundo.

Aunque las agencias espaciales encargadas de este instrumento sin precedentes nos desvelarán este martes muchos de sus secretos, no será hasta otoño cuando veamos al Webb en todo su esplendor.

El próximo 31 de octubre la NASA, la ESA y la CSA lanzarán el telescopio desde el puerto espacial de Europa en la Guayana Francesa a bordo de un cohete Ariane 5. Webb se embarcará en un viaje de un mes hasta su órbita final a aproximadamente 1,5 millones de kilómetros de la Tierra, en una órbita alrededor del segundo punto de Lagrange del sistema Sol-Tierra, L2.

El cohete europeo Ariane se lanzó por primera vez en 1979 y hoy es, según la ESA, “la piedra angular del acceso independiente de Europa al espacio”. Puede llevar hasta 10 toneladas de carga útil.

En las primeras tres semanas después del lanzamiento, Webb desplegará su parasol, que es del tamaño de una pelota de tenis, y luego desplegará su espejo primario de 6,5 metros que detectará la tenue luz de estrellas y galaxias distantes con una sensibilidad cien veces mayor que la del Hubble.

Como decimos, este telescopio es el próximo gran observatorio de ciencias espaciales después del Hubble, diseñado para responder preguntas pendientes sobre el Universo y hacer descubrimientos importantes en todos los campos de la astronomía.

Bajo el lema ‘Seeing farther’, Webb verá más a fondo nuestros orígenes: desde la formación de estrellas y planetas hasta el nacimiento de las primeras galaxias en el Universo temprano.

“Por primera vez en la historia de la humanidad, tenemos la oportunidad de observar directamente la formación de las primeras estrellas y galaxias. La visión infrarroja de Webb la convierte en una poderosa máquina del tiempo que se remontará a más de 13.500 millones de años, superando los límites de los ‘campos profundos’ del Hubble que nos mostraron galaxias jóvenes cuando solo tenían unos pocos cientos de millones de años y eran pequeñas, compactas e irregulares. La sensibilidad infrarroja de Webb no solo mirará hacia atrás en el tiempo, sino que también revelará más información sobre estrellas y galaxias en el Universo temprano. Mientras que Hubble miró las galaxias ‘infantiles’, Webb verá la fase ‘bebé’, las primeras en formarse en nuestro Universo”, explican desde su sitio web.

Es decir: el que será el sustituto del Hubble será una herramienta tan potente que incluso podrá investigar el espacio profundo y el origen de la vida que se produjo con el Big Bang. Casi nada.

Asimismo, el telescopio también también arrojará luz sobre la materia oscura y el ciclo de vida de las estrellas.

Además, Webb estudiará en detalle las atmósferas de una amplia diversidad de exoplanetas. Buscará atmósferas similares a la de la Tierra y la presencia de sustancias clave como metano, agua, oxígeno, dióxido de carbono y moléculas orgánicas complejas, “con la emocionante esperanza de encontrar los componentes básicos de la vida”, subrayan sus impulsores.

Más cerca de casa, Webb también estudiará los planetas exteriores de nuestro propio Sistema Solar: “Muchos exoplanetas se parecen a Neptuno y Urano, por lo que estudiar los planetas en nuestro propio vecindario solar puede proporcionar nuevos conocimientos para comprender mejor la formación planetaria en general”, añaden.

Webb tiene cuatro instrumentos: un espectrógrafo de infrarrojo cercano, un instrumento de infrarrojos medios, una cámara de infrarrojos cercanos y un generador de imágenes de infrarrojo cercano.

Un escudo gigante de cinco capas protegerá el telescopio y los instrumentos de la luz y el calor del Sol, manteniéndolos permanentemente a la sombra, donde se enfriarán a -233ºC. Mide 22x12 metros, aproximadamente el tamaño de una cancha de tenis.

El objetivo principal de NIRSpec es permitir grandes estudios espectroscópicos de objetos astronómicos como estrellas o galaxias distantes. Esto es posible gracias a su potente modo de espectroscopia multiobjeto, que utilizará aproximadamente un cuarto de millón de pequeñas contraventanas configurables, que son comparables en tamaño al ancho de un cabello humano, para realizar observaciones espectroscópicas simultáneas de múltiples fuentes en una sola exposición -podrá obtener espectros de hasta 200 objetivos simultáneamente-.

MIRI es el único instrumento del telescopio capaz de operar en longitudes de onda del infrarrojo medio y apoyará toda la gama de objetivos científicos de Webb, desde la observación de nuestro propio Sistema Solar y otros sistemas planetarios hasta el estudio del Universo primitivo.

Para observar el cosmos en el infrarrojo medio, el MIRI debe enfriarse a una temperatura de -266 grados Celsius, que es más de 30 grados más fría que los otros instrumentos del observatorio Webb. Esto se logra mediante el uso de un innovador sistema de enfriamiento, conocido como crioenfriador, que actuará como un refrigerador adicional para el instrumento.

NIRCam de Webb es la cámara principal del observatorio que tomará imágenes del cosmos simultáneamente en dos rangos de infrarrojos diferentes. Aprovechando la exquisita calidad de imagen y el gran espejo primario de 6,5 metros del Webb, el instrumento adquirirá algunas de las imágenes de infrarrojo cercano más profundas jamás obtenidas y detectará la luz de las primeras estrellas y galaxias.

El instrumento también tiene un papel especial en el conjunto de instrumentos de Webb porque será la herramienta principal para la alineación del telescopio.

NIRISS es un instrumento innovador que apoyará las operaciones en tres modos de observación. Tiene una cámara que se podrá utilizar en paralelo con la cámara principal de NIRCam para proporcionar imágenes adicionales, cuenta con un espectrógrafo sin rendija, donde se dispersará toda la luz que incida sobre la cámara, y también ofrece un modo espectroscópico que está especialmente diseñado para la caracterización de exoplanetas mediante espectroscopia de tránsito, una técnica que permite a Webb estudiar la composición química de la atmósfera de un exoplaneta cuando pasa frente a su estrella anfitriona.

Aunque está llamado a convertirse en sucesor del mítico Hubble, existen importantes diferencias entre el Webb y aquel. Empezando por la participación de la CSA en este proyecto y siguiendo por un factor bastante relevante: mientras que su predecesor es reparable y accesible por el transbordador espacial de la NASA, el próximo Telescopio Espacial Internacional no será reparable.

Entre otras cosas esto sucede porque el Webb se encontrará, como decíamos, a un millón y medio de kilómetros de la Tierra, mientras que el Hubble orbita nuestro planeta a una altitud de aproximadamente 570 kilómetros.

Además, el Hubble realiza las observaciones en longitudes de onda ultravioleta y óptica (con alguna capacidad de infrarrojos), mientras que el Webb las hace en el infrarrojo cercano y medio, lo que permite a los astrónomos observar objetos distantes; y el primero lleva un espejo primario de 2,4 metros de diámetro, mientras que el del segundo es de 6,5 metros de diámetro.

El nombre del Telescopio Espacial Internacional James Webb honra al segundo administrador de la NASA, James E. Webb, quien dirigió la agencia desde febrero de 1961 hasta octubre de 1968 y dirigió el programa Apolo.

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