El telescopio espacial James Webb de la NASA: ¿Cómo se desarrolló el proyecto y por qué es tan importante?

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Esta semana, la agencia espacial estadounidense publicó las primeras imágenes en color tomadas por su telescopio más potente, un momento que ha sido esperado por la comunidad científica desde el siglo pasado.

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La NASA compartió esta semana las primeras imágenes en color y de alta resolución hechas por su telescopio espacial más potente, el James Webb, en las que se ven galaxias en colisión, una estrella moribunda que se desprende capa a capa, una gloriosa ‘guardería’ estelar y las intrigantes señales de vapor de agua y nubes en un planeta gigante que gira alrededor de una estrella lejana. Se trata de un momento que ha sido esperado por la comunidad científica desde el siglo pasado.

 

El Webb, que orbita el Sol a aproximadamente un millón de kilómetros de la Tierra, parece ser aun más potente de lo que esperaban los que lo idearon. Es capaz de ver más allá en las profundidades del espacio y el tiempo que su famoso predecesor Hubble –todavía operativo– recogiendo la luz infrarroja exquisitamente débil emitida por las primeras estrellas y galaxias hace más de 13.000 millones de años. “Ve cosas que nunca soñé que estuvieran ahí fuera”, señaló tras la presentación de las imágenes John Mather, premio Nobel y científico principal del proyecto, que empezó a trabajar en el telescopio en 1995, citado por The Washington Post.

La nebulosa de la Quilla. | NASA / ESA

¿Cómo se desarrolló el proyecto?

El ambicioso proyecto ha sido un viaje largo y difícil. La idea de construir un telescopio infrarrojo, que originalmente se denominó Telescopio Espacial de Nueva Generación, surgió a finales de los años 1980 y la agencia espacial estadounidense comenzó su diseño en 1996. Los científicos sostenían que un observatorio espacial de ese tipo sería capaz de asomarse a lo más profundo del universo, y de retroceder en el tiempo hasta una época, aproximadamente, de unos cientos de millones de años después del Big Bang.

El lanzamiento del telescopio insignia estaba previsto para 2007, pero no se produjo hasta el 25 de diciembre de 2021. El Webb, nombrado así en homenaje a James Webb, quien encabezó la NASA entre 1961 y 1968, subió de precio 20 veces en un cuarto de siglo –hasta alcanzar unos 10.000 millones de dólares– y casi se ha quedado en un bonito sueño.

¿Una apuesta?

El telescopio, o el observatorio, como suelen llamarlo los científicos, cuenta con 18 espejos hexagonales bañados en oro y maniobrables individualmente que funcionan como un único espejo de unos 6 metros de diámetro. Este gigantesco cubo de luz no está dentro de un tubo protector, sino que está abierto al universo como una flor. Los espejos, las cámaras y otros instrumentos, que deben mantenerse ultrafríos para la astronomía infrarroja, están protegidos de la radiación solar por un parasol de cinco capas del tamaño de una pista de tenis. El escudo solar y muchos otros componentes, incluidos los espejos, se plegaron en el momento del lanzamiento y tuvieron que desplegarse durante el viaje de casi un mes del telescopio a su puesto orbital.

Para enviar el Webb al espacio, había que hacerlo plegable. Cada uno de los 18 segmentos del espejo está dotado de un mecanismo que cambia su posición con una precisión inferior a 10 nanómetros (en comparación, un cabello humano tiene un grosor de hasta 180 nanómetros). “Todo el mundo sabe que incluso el paraguas de una mujer no siempre se abre bien, pero aquí la tarea en el espacio es armar automáticamente un solo espejo a partir de paneles individuales para que su superficie sea perfectamente lisa. Es difícil”, declaró este martes a TASS Vladímir Surdin, astrofísico y profesor asociado del departamento de Física de la Universidad Estatal de Moscú (Rusia).

NASA/Chris Gunn

Un informe realizado en 2018 por una junta de revisión independiente reveló que el Webb es potencialmente vulnerable a 344 “fallos puntuales”, que podrían hacer descarrilar todo el proyecto. El telescopio no está diseñado para ser reparado si algo sale mal. Los instrumentos no son modulares y no pueden cambiarse si se rompen. A diferencia del Hubble, el Webb está demasiado lejos para ser visitado por los astronautas. Pero ninguno de esos fallos puntuales se ha producido. Sin embargo, el Webb ha superado las expectativas científicas de los astrónomos, a pesar de haber sido golpeado recientemente por un micrometeorito que desajustó ligeramente uno de los segmentos del espejo.

“Soy optimista, pero muchos colegas están nerviosos. La carrera de algunos depende del éxito del James Webb“, apuntó Konstantín Batygin, astrofísico y profesor del Instituto de Tecnología de California (EE.UU.). “Cualquier error supondrá la pérdida de 10.000 millones de dólares y 30 años de trabajo. […] No hay otro y no lo habrá pronto”, agregó Surdin.

¿Por qué es tan significativo?

La comunidad astronómica está entusiasmada, esperando lo que cree que será una visión revolucionaria del universo a través de distancias cósmicas y con una resolución sin igual. El Webb estudiará la formación de las primeras galaxias y la evolución del universo a medida que se ha ido expandiendo. Además, observará objetos que se encuentran en nuestro propio sistema solar, incluyendo pequeños mundos helados más allá de la órbita de Neptuno. “A partir de la composición química de su atmósfera, que ahora podemos determinar con este telescopio, se va a ver si esos planetas son habitables“, señaló el administrador de la NASA, Bill Nelson, durante la presentación de las nuevas fotos.

Además, el Webb supera las limitaciones del Hubble. “El Hubble se lanzó en 1990. Había observatorios espaciales antes del Hubble, pero no muy grandes. Estaba Copérnico, estaba nuestro telescopio Astron. […] Pero todos eran espejos de un metro de tamaño: 60 centímetros, 80 centímetros. Todos ellos realizaban alguna tarea específica, mientras que el Hubble era universal”, detalló Surdin. “El James Webb también está equipado con instrumentos que tienen diferentes funciones. Hay cuatro en total. Trabajarán en el rango infrarrojo porque es prácticamente inaccesible para el Hubble”, añadió.

El científico ruso indicó que el Webb “permitirá ver el universo tal y como era apenas 250 millones, o incluso 100 millones, de años después del Big Bang” (ahora el universo tiene 13.800 millones de años). Además, el telescopio infrarrojo es útil para buscar objetos tenues. “Incluso en el sistema solar, no podemos descubrir planetas enanos o asteroides lejanos: son oscuros y reflejan poca luz solar. Pero la absorben, se calientan y brillan en el infrarrojo”, dijo. El Webb podría incluso descubrir un noveno planeta que, según algunos cálculos, se esconde en algún lugar más allá de Neptuno, apuntó.

El cúmulo de galaxias SMACS 0723. | NASA / ESA

“[El telescopio] tiene unas capacidades que superan con creces mis sueños más optimistas“, subrayó este lunes a The Washington Post Garth Illingworth, astrónomo de la Universidad de California en Santa Cruz que a finales de la década de 1980 desempeñó un papel decisivo en el desarrollo de los planes para un telescopio espacial infrarrojo. “Las capacidades del Webb son realmente fuera de este mundo”, añadió.

La mirada profunda inicial del Webb en el universo es solo una muestra de lo que está por venir, apuntó la astrónoma planetaria Heidi Hammel, que se encuentra entre los científicos programados para utilizar el telescopio en los próximos meses. Asimismo, describió la mirada profunda inicial desvelada este lunes como “una prueba de concepto […] que abre nuestro apetito para los resultados que baten récords y que ahora sabemos que vendrán de esta instalación excepcional”.

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