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La era del James Webb

El martes, tras una larga espera, pudimos descubrir con asombro las primeras imágenes que nos ofrecía el nuevo telescopio espacial y vislumbrar su potencial. Pero, ¿cuáles son sus objetivos y qué podemos esperar de tan prodigioso instrumento científico en el futuro?
Nuevas imágenes del James Webb: detalles de galaxias nunca antes vistos
Nebulosa de Carina. En todas las imágenes, los puntos luminosos que presentan seis puntas, debido a un fenómeno de difracción de la luz, son estrellas en nuestra propia galaxia. El resto, otras galaxias. JWST

El pasado martes, 12 de julio de 2022, será recordado como la jornada en que pudimos maravillarnos a partes iguales entre dos conceptos tan diferentes como la majestuosidad del universo y el ingenio humano. En medio de un descorazonador panorama mundial saturado hasta el hastío de lúgubres noticias sobre pandemia, guerra, debacle económica, crisis energética, calentamiento global, irresponsabilidad política, migraciones mortales y todo un interminable rosario de calamidades y desesperanzas que atenazan nuestro ánimo día tras día, todos los medios de comunicación del mundo pudimos arrojar un poco de luz, nunca mejor dicho, ante tan oscuro escenario.

Dicha luz, captada por los instrumentos del Telescopio Espacial James Webb (JWST, por sus siglas en inglés), fue mostrada al mundo bajo la forma de cuatro elocuentes imágenes y un revelador análisis espectral. Pese a que los equipos de trabajo del telescopio habían anunciado la fecha del martes como el día elegido para desvelar las primeras imágenes del JWST, la Casa Blanca decidió en el último momento tomar ventaja publicando una de las fotografías en la víspera. Así, pudimos ver compareciendo ante los medios el lunes al presidente de los EE.UU., Joe Biden, reivindicando con oportunista orgullo, justo en el momento más bajo de popularidad que haya tenido un presidente de su país en décadas, la que ya ha pasado a la historia como la primera imagen captada por el JWST. “Estas imágenes demostrarán al mundo de lo que América es capaz”, alardeaba Biden.

Si bien NASA, la agencia espacial estadounidense, lidera el proyecto con un 80% de participación en el nada desdeñable gasto de 10.000 millones de dólares que ha costado el proyecto, no debió resultar plato de buen gusto para las agencias espaciales europea (ESA) y canadiense (CSA) tal atribución de todo el mérito, habida cuenta de que sus aportaciones, no solo en lo económico, sino especialmente en lo científico, han resultado imprescindibles para que el JWST sea hoy la realidad de la que Biden presumía.

LARGA VIDA AL JWST

El pasado 25 de diciembre, el JWST despegaba desde la Guayana Francesa a bordo de un cohete Ariane 5. La precisión del lanzamiento para impulsar al telescopio espacial hasta su destino, a 1,5 millones de kilómetros de la Tierra, fue tal, que, una vez separado del cohete, el JWST apenas necesitó realizar leves correcciones de trayectoria. La duración de la misión y, por tanto, la vida útil del JWST, está determinada por la cantidad de combustible que lleva a bordo, necesario para las correcciones periódicas en su órbita y también para apuntar el telescopio hacia los objetos que se pretenda observar.

En un principio, debido a esta limitación de combustible, su vida estimada se calculaba entre 5 y 10 años hasta agotar sus propelentes. Dependía en gran parte de la precisión del lanzamiento y la cantidad de correcciones de trayectoria que el JWST, con sus propios impulsores, debiera realizar en su viaje. El Ariane 5 cumplió con tanta exactitud su cometido que el enorme ahorro de combustible para el telescopio ha permitido que ahora se estime que su vida útil podría sobrepasar los 20 años, superando ampliamente las expectativas más optimistas.

Un lanzamiento digno de todos los elogios para el Ariane 5, un cohete de fabricación europea operado por la ESA que, parafraseando al máximo dirigente estadounidense, ha demostrado al mundo (EE.UU. incluido) de lo que Europa es capaz…

Histórico: primera imagen del telescopio James Webb, la más profunda del Universo jamás tomada
Cúmulo de galaxias SMACS 0723. La imagen más precisa obtenida del espacio profundo muestra innumerables galaxias en una ínfima porción de cielo. JWST

CAPACIDADES DEL JWST

El JWST está diseñado para observar el universo en el rango infrarrojo del espectro electromagnético. Esto le confiere significativas ventajas frente al Hubble, el mayor telescopio espacial hasta ahora. Hubble observa principalmente en luz visible (la misma que nuestros ojos pueden ver) y en pequeñas porciones del infrarrojo y el ultravioleta.

Una de las ventajas del JWST y su capacidad de visión es que el rango infrarrojo que cubre permite ver los objetos que se ocultan tras las nubes de polvo y gas que abundan en el universo, que resultan opacas en observaciones en luz visible.

Hay que decir que las imágenes que hemos visto están coloreadas mediante la aplicación de filtros de color específico para cada rango de longitudes de onda de la luz recibida por el telescopio. Las imágenes producidas por un instrumento infrarrojo, como es el caso de la cámara NIRCam del JWST, muestran, básicamente, diferentes tonos de rojo, por lo que la uso de estos filtros trata de emular los colores reales tal como los apreciaría nuestra vista en el rango visible del espectro electromagnético.

Por otra parte, el espejo principal del JWST, de 6,5 metros de diámetro frente a los 2,4 del Hubble, permite una resolución y una capacidad de captar luz sin precedentes en un observatorio espacial. Aunque aparentemente esa diferencia entre ambos espejos parezca conferir al JWST solo algo más del doble de capacidad que el Hubble, en realidad es mucho más que eso, ya que lo que cuenta no es el diámetro, sino la superficie recolectora de luz, y en este caso hablamos de 25 metros cuadrados frente 4,5, es decir, una capacidad seis veces mayor. Es un salto enorme.

El JWST podrá ver objetos más débiles y lejanos, inaccesibles hasta ahora, por lo que será capaz de estudiar las galaxias que se crearon en los primeros cientos de millones de años del universo. Eso significa poco tiempo (en términos astronómicos) después del nacimiento del universo y es clave para entender sus comienzos. Por tanto, el nuevo telescopio espacial pretende descubrir qué sucedió posteriormente al Big Bang, ocurrido hace unos 13.800 millones de años, y cómo se formaron las primeras galaxias, estrellas y planetas con la materia entonces disponible.

Es necesario entender que cuanto más lejos está lo que se observa, más tarda su luz en llegar hasta nosotros, por lo que cuando se observa un objeto que se encuentra, por ejemplo, a 13.000 millones de años luz de distancia, en realidad estamos viendo cómo era ese objeto hace 13.000 millones de años, y puede contarnos muchas cosas acerca de cómo era el universo entonces y qué ocurría en él.

BÚSQUEDA DE VIDA

Otro de los objetivos principales de la misión es estudiar y caracterizar exoplanetas y sus atmósferas. Los instrumentos del JWST permiten conocer con precisión propiedades como su masa, temperatura y composición química gracias a una técnica denominada espectroscopía, que estudia la interacción entre la luz y la materia.

El JWST puede determinar los rasgos de habitabilidad de exoplanetas e, incluso, buscar evidencias de vida en sus atmósferas mediante los denominados biomarcadores, compuestos químicos que requieren necesariamente la presencia de la vida tal como la conocemos.

Las imágenes que hemos podido ver son tan solo un botón de muestra de la enorme capacidad de un observatorio espacial que a buen seguro hará descubrimientos tan fascinantes que nadie es aún capaz de saber hasta qué punto cambiarán nuestro conocimiento del universo.

A partir de ahora, la comunidad científica podrá acceder al JWST mediante un sistema de asignación de tiempo. Este tiempo de observación será concedido por un comité, bajo el procedimiento de revisión por pares, que estudiará y seleccionará entre las propuestas enviadas por astrónomos y científicos de todo el mundo aquellas que sean consideradas de mayor interés y relevancia para la ciencia.

Nos aguardan muchos años de descubrimientos tan asombrosos como insospechados. La era del James Webb no ha hecho más que comenzar…

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