El telescopio James Webb se puso en marcha: la astronomía ya no volverá a ser la misma

Pues bien, ha funcionado. Esta imagen de “campo profundo” muestra que el telescopio espacial James Webb (JWST) está haciendo lo que se le encomendó: tomar imágenes espectaculares del cosmos. La imagen muestra el SMACS 0723, un cúmulo de galaxias comparativamente cercanas cuya gravedad actúa doblando y concentrando la luz de otras mucho más lejanas que se encuentran detrás de ellas. Por el momento (ya que el JWST acaba de ponerse en marcha), las más débiles de esas galaxias con lente gravitacional son los objetos más distantes que los terrícolas han visto jamás.

El JWST fue lanzado, tras 11 años de retrasos y con un coste de 9.700 millones de dólares, el día de Navidad de 2021. Su abultado presupuesto, incluso dividido entre la NASA y las agencias espaciales de Europa y Canadá, estuvo a punto de ser cancelado. Pero era demasiado grande para ser hundido. Antes del despegue, Thomas Zurbuchen, director científico de la NASA, declaró a The Economist que “lo último que queremos es ahorrar mil millones de dólares y fracasar”.

Sin embargo, tras siete meses de misión, todos los aspectos del lanzamiento, el despliegue y el rendimiento parecen haber ido según lo previsto, si no mejor. Como resultado, los astrónomos disponen ahora de la herramienta más potente que se les ha dado hasta ahora para escanear el cosmos en las frecuencias infrarrojas de la luz. Esto les permitirá estudiar muchas cosas que hasta ahora les costaba examinar, en particular la formación de estrellas y planetas, desde la juventud del universo, hace más de 13.000 millones de años, hasta la actualidad.

Calor y polvo

Tras su lanzamiento, el JWST maniobró hasta Lagrange 2 (L2), un punto del espacio situado a 1,5m km de la Tierra. En este punto, los campos gravitatorios de la Tierra y del Sol conspiran para crear un pozo de gravedad. El telescopio no se sitúa en L2. Se eligió L2 en parte por su capacidad para anclar una nave espacial de esta manera y en parte porque la alineación de la Tierra y el sol, vista desde allí, significa que la iluminación de ambos puede ser bloqueada por un solo escudo. Dado que los instrumentos de detección de infrarrojos deben mantenerse fríos, es importante protegerlos de fuentes de calor y luz extrañas.

En el viaje a L2 los operadores del telescopio desplegaron sus paneles solares, una antena para facilitar la comunicación con la Tierra, el escudo y los dos espejos que dan forma a las imágenes. Uno de ellos es un primario parabólico de 6,8 metros de diámetro, ensamblado con celdas hexagonales de berilio dorado. Este espejo recoge y enfoca la radiación electromagnética entrante. El segundo es un secundario hiperbólico más pequeño, sostenido delante del primario por tres puntales. Utilizando un diseño inventado por Laurent Cassegrain, un astrónomo francés del siglo XVII, este secundario intercepta el haz estrecho del primario y lo refleja a través de un agujero en el centro del primario hacia cuatro instrumentos.

Se trata de MIRI (para detectar longitudes de onda del infrarrojo largo), nirCam y nirSpec (que toman imágenes y analizan el infrarrojo de onda corta) y FGS/NIRISS (que estudia objetivos brillantes como estrellas cercanas orbitadas por exoplanetas). Las longitudes de onda examinadas por MIRI corresponden a objetos como los exoplanetas que no tienen una fuente interna de calor, y a cuerpos más calientes pero más lejanos cuya luz ha sido estirada desde la visibilidad hasta el infrarrojo por la expansión del universo. Dado que “más lejos” también significa “hace más tiempo” en términos cósmicos, esto le permitirá detectar señales del amanecer cósmico, el momento en que se encendieron las primeras estrellas del universo. Y, además de estas dos ventajas, el infrarrojo de longitud de onda larga, como el que detecta MIRI, penetra en las nubes de polvo con más éxito que la luz visible, desgarrando así el velo de las intrigantes bolsas del cielo en las que el polvo se está fusionando en estrellas y planetas.

La precisión del lanzamiento hizo que las correcciones de rumbo necesarias para poner el telescopio en órbita utilizaran menos combustible del presupuestado. Eso deja más para los pequeños ajustes necesarios para mantener el instrumento en la estación. Dado que el mantenimiento de la estación es la principal limitación de la duración de la misión, esto es importante. El objetivo inicial era de diez años, pero ahora la NASA calcula que puede mantener el telescopio en su sitio durante 20. Además, los cuatro instrumentos parecen ser más sensibles de lo que se había previsto y, por tanto, capaces de recoger entre un 10 y un 20% más de fotones de lo esperado.

La publicación de esta imagen (representada en su totalidad a continuación), junto con algunas más que llegarán el martes, marca la conclusión de la puesta en marcha del telescopio, un largo proceso destinado a garantizar que sea apto para su propósito. La gestión se transferirá ahora al Space Telescope Science Institute de Baltimore, que tendrá la ingrata tarea de asignar tiempo en él a los ansiosos astrónomos. La buena noticia es que las nuevas estimaciones de su vida útil significan que muchas más solicitudes acabarán siendo atendidas. La mala es que la espera puede ser larga.

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