- La NASA está preparada para lanzar el telescopio espacial James Webb, el observatorio espacial más poderoso del mundo.
- El primer año de Webb incluirá búsquedas audaces de galaxias primordiales y planetas habitables.
- Webb pudo detectar el oro que se forja en violentas colisiones cósmicas y la lava que llueve en planetas distantes.
La NASA está a punto de abrir una ventana nunca antes vista al cosmos a través del telescopio espacial más poderoso de la historia. A partir del próximo año, los astrónomos deberían poder observar las atmósferas de los planetas que orbitan estrellas distantes, analizar las secuelas de las colisiones más violentas del universo y mirar más atrás en el tiempo que nunca.
Esto se debe a que el telescopio espacial James Webb, JWST —o simplemente «Webb»— está plegado, lleno de combustible y esperando ser cargado en un cohete en la Guayana Francesa.
El último observatorio espacial revolucionario de la NASA, el Telescopio Espacial Hubble, se lanzó en 1990. También tenía la misión de documentar los 13,800 millones de años de historia del universo.
El Hubble todavía está observando el cosmos y la NASA espera seguir usándolo durante algunos años más, posiblemente hasta la década de 2030. Pero Hubble tiene límites de visión, y Webb está diseñado para ver mucho más lejos.
En colaboración con la Agencia Espacial Europea (ESA) y la Agencia Espacial Canadiense, la NASA dedicó décadas y más de 10,000 millones de dólares (mdd) a construir Webb, que se lanzará al espacio el 22 de diciembre. Mientras que Webb se concibió por primera vez en la década de 1990 —y originalmente costaría 500 mdd— un rediseño y retrasos hicieron subir su precio y retrasaron su fecha de lanzamiento.
Después del lanzamiento, si todo va según lo planeado, Webb pasará seis meses desplegándose y ajustándose, cayendo en una órbita a 1.6 millones de kilómetros de la Tierra. Entonces puede comenzar a reescribir la historia cósmica.
El proyecto principal del telescopio es investigar cómo se formaron y crecieron las galaxias después del Big Bang; observará las profundidades del universo para capturar imágenes de las primeras galaxias formadas. Sus cámaras infrarrojas son tan potentes y precisas que podrían detectar un abejorro a 380,000 kilómetros de distancia —la distancia entre la Tierra y la Luna.
Webb también ayudará a los astrónomos a investigar misterios que no habían considerado cuando la NASA diseñó el telescopio por primera vez.
«Webb tiene este amplio poder para revelar lo inesperado. Podemos planificar lo que creemos que veremos, pero al final del día, sabemos que la naturaleza nos sorprenderá la mayoría de las veces», Klaus Pontoppidan, un científico del Instituto de Ciencias del Telescopio Espacial, dijo en una rueda de prensa el 18 de noviembre.
La NASA espera que el telescopio explore los secretos del cosmos durante al menos una década. Incluso el primer año del telescopio en el espacio está repleto, con casi 400 investigaciones de miles de científicos de todo el mundo, dijo Pontoppidan.
Desde observar Marte hasta investigar galaxias antiguas, estos son algunos de los proyectos más emocionantes que se espera que Webb, el telescopio espacial más poderoso jamás construido, aborde en su primer año:
La luz de las primeras galaxias todavía viaja a la Tierra, y Webb puede detectarla
Cuando un telescopio mira a lo lejos, también mira hacia atrás en el tiempo. Eso es porque la luz tarda en viajar. Cuando mires al Sol —¡por favor, no lo hagas!— estarás viendo la luz que emitió hace ocho minutos. Cuando el Hubble observa galaxias distantes, está viendo luz de hace miles de millones de años, hasta 400 millones de años después del Big Bang.
«Tenemos esta historia de 13,800 millones de años, el universo, y nos faltan algunos párrafos clave en el primer capítulo de la historia», dijo Amber Straughn, científica del equipo Webb de la NASA, el 18 de noviembre. «JWST fue diseñado para ayudarnos a encontrar esas primeras galaxias».
Se espera que Webb detecte galaxias que se formaron cuando el universo tenía solo 100 millones de años.
Webb es 100 veces más poderoso que el Hubble. También utiliza luz infrarroja, que tiene longitudes de onda que pueden atravesar las nubes de polvo que pueden haber oscurecido la vista del Hubble, que dependía de la luz visible.
Webb debería ver más profundamente en el cosmos y detectar galaxias, las primeras formadas después del Big Bang, que son demasiado distantes y débiles para que el Hubble las detecte.
Buscando oro forjado por las colisiones más violentas del universo
Durante los últimos seis años, los detectores de ondas gravitacionales en la Tierra han estado detectando ondas en el espacio-tiempo creadas por los eventos más violentos del cosmos: agujeros negros y estrellas de neutrones chocando entre sí.
Los científicos creen que estas colisiones forjaron la mayoría de los elementos pesados del universo, como la plata, el oro y el platino. Webb intentará confirmarlo centrándose en colisiones distantes de estrellas de neutrones, los densos núcleos de estrellas que colapsaron, expulsaron sus capas externas y murieron.
Webb podrá analizar todo el espectro de luz infrarroja de esas colisiones. Eso permitirá a los astrónomos identificar elementos individuales como oro o platino en los escombros de la explosión, en función de sus longitudes de onda de luz.
Este método, llamado espectroscopia, ayudará a los astrónomos a aprender sobre otros objetos que también estudia Webb.
«Los espectros serán la mayor parte de la ciencia», dijo en la sesión informativa Antonella Nota, científica de Webb que dirige la oficina de la ESA en el Instituto de Ciencias del Telescopio Espacial. «Si bien una imagen, decimos, vale 1,000 palabras, los espectros para los astrónomos valen justo 1,000 imágenes».
Nuestro primer vistazo a las atmósferas de los planetas que podrían albergar vida
Cuando no esté ocupado estudiando los objetos más masivos y las galaxias antiguas del universo, Webb buscará entornos menos extremos, mundos donde las condiciones podrían ser las adecuadas para dar lugar a la vida.
Los exoplanetas, mundos que orbitan alrededor de otras estrellas, eran apenas un campo de estudio cuando la NASA comenzó a diseñar Webb. Dos décadas después, los astrónomos han identificado docenas de exoplanetas que podrían ser lo suficientemente templados para la vida extraterrestre. No son demasiado fríos, ni demasiado calientes, simplemente adecuados para el agua, pero solo si tienen un ambiente hospitalario.
Webb observará exoplanetas potencialmente habitables pasar frente a sus estrellas y analizará los espectros de luz estelar que brilla a través de las atmósferas de los planetas. Esa espectroscopia les indicará a los científicos si el aire de otros mundos contiene compuestos que podrían apuntar a la vida, como dióxido de carbono, metano o agua.
«Este telescopio es definitivamente nuestro próximo gran paso en nuestra búsqueda de planetas potencialmente habitables», dijo Straughn.
Estos no son necesariamente planetas similares a la Tierra. Las estrellas como el Sol son tan grandes y brillantes que Webb no podría ver los diminutos planetas similares a la Tierra que las orbitan. Ese es un trabajo para el próximo gran telescopio espacial. En cambio, Webb observará planetas rocosos que orbitan estrellas más pequeñas y tenues.
Algunos de sus primeros objetivos serán planetas que rodeen una pequeña estrella, TRAPPIST-1, a solo 39 años luz de distancia.
La estrella tiene siete planetas rocosos, tres de ellos en su «zona Ricitos de Oro», lo que significa que están a la distancia justa para tener temperaturas que permitan que exista agua líquida en sus superficies.
Webb también está configurado para acercarse a planetas inhabitables, pero fascinantemente extremos. Al menos uno de los planetas de su lista está tan cerca de su estrella que su superficie está fundida e incluso puede llover lava allí. Webb debería poder detectar esa lluvia de lava.
El telescopio también examinará todos los objetos de nuestro sistema solar, comenzando con Marte y avanzando hacia los objetos helados más allá de Plutón.
En esos planetas, estrellas y galaxias, cercanos y lejanos, Webb seguramente descubrirá grandes sorpresas.
«Webb probablemente también revelará nuevas preguntas para las futuras generaciones de científicos, algunos de los cuales tal vez ni siquiera hayan nacido todavía», dijo Pontoppidan.
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