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Un astrofísico explica por qué esta tecnología marca el inicio de una nueva era en la astronomía

Después de décadas de desarrollo y muchas pruebas y frustraciones en el camino, el telescopio James Webb finalmente comenzó a rendir frutos. El 12 de julio, la NASA publicó las primeras observaciones científicas realizadas por el conjunto de instrumentos llevados a bordo de la misión, marcando lo que se anticipa será el comienzo de una nueva era en la astronomía.

Después de su exitoso lanzamiento durante el día de Navidad, siguió una serie de despliegues críticos para abrir el telescopio y su parasol. Si alguna de estas operaciones hubiera fallado, James Webb habría sido un desastre inservible. Pero el programa se ejecutó a la perfección, un proceso que transcurrió con más fluidez y éxito de lo que cualquiera de nosotros se había atrevido a esperar.

Esto no es solo un testimonio de la habilidad de los ingenieros, técnicos y científicos en el proyecto. También destaca la tremenda importancia del programa de pruebas llevado a cabo en la Tierra para verificar los procedimientos y que, en ocasiones, reveló problemas que debían solucionarse antes del lanzamiento. Si bien esto a veces resultó en retrasos en el cronograma y aumentos de costos, finalmente produjo un telescopio perfecto.

Durante julio, el telescopio pasó de su fase de prueba y verificación a la operación, como el asombroso observatorio que se planeó durante mucho tiempo.

Las nuevas “observaciones de lanzamiento anticipado”, seleccionadas por un comité internacional de representantes de la NASA, ESA (Agencia Espacial Europea), CSA (Agencia Espacial Canadiense) y el Instituto de Ciencias del Telescopio Espacial, son parte de un programa diseñado para resaltar la amplia gama de la ciencia que llevará a cabo el telescopio.

Imágenes que dejan a cualquiera boquiabierto

Es muy emocionante ver las nuevas imágenes: no estaba preparado para el nivel de nitidez y detalles finos que se pueden ver. Es un placer tener finalmente datos de tan alta calidad.

Presentada por el presidente Joe Biden, la impresionante imagen de SMACS 0723, un cúmulo de miles de galaxias, se publicó el 11 de julio. Los enormes grupos de galaxias en primer plano magnifican y distorsionan la luz de los objetos detrás de ellos, ayudándonos a mirar hacia atrás en el tiempo.

La imagen muestra el cúmulo de galaxias tal como apareció hace 4 mil 600 millones de años. Pero las galaxias más distantes en la imagen (las que aparecen estiradas) tienen alrededor de 13 mil millones de años, y ya tenemos más datos acerca de ellas que de cualquier otra galaxia antigua.

Imágenes como esta nos ayudarán a comprender cómo se formaron las primeras estrellas y galaxias. Algunos de estos pueden estar entre los objetos más distantes conocidos, desde el comienzo del universo. La imagen es una imagen compuesta de “color” hecha a partir de observaciones realizadas en diferentes longitudes de onda. Fue tomada por la cámara de infrarrojo (NIRCam) del telescopio.

James Webb también vislumbró el Quinteto de Stephan, un grupo de cinco galaxias que se fusionan a unos 290 millones de años luz de distancia en la constelación de Pegaso. La imagen también sugiere que hay un agujero negro supermasivo en el centro y muestra el nacimiento de estrellas. Los datos nos darán más información sobre cómo evolucionan las galaxias y la velocidad a la que crecen los agujeros negros supermasivos.

La siguiente imagen muestra la Nebulosa Carina, que se ve en la imagen de abajo, que es una de las nebulosas (nubes de polvo y gas en las que nacen las estrellas) más grandes y brillantes. James Webb puede explorar las profundidades del polvo en la luz infrarroja para revelar el interior de la guardería estelar, que nunca antes habíamos visto, para descubrir más sobre cómo nacen las estrellas.

La nebulosa de Carina se encuentra aproximadamente a 7 mil 600 años luz de distancia en la constelación austral de Carina. La imagen muestra cientos de estrellas completamente nuevas (cada punto de luz es una estrella) y chorros y burbujas creados por ellas. También podemos ver detalles que aún no podemos explicar.

La siguiente imagen espectacular es del Anillo Sur o nebulosa de “Ocho Explosiones”, una nebulosa planetaria, que es una nube de gas en expansión, que rodea una estrella moribunda, o en este caso, dos estrellas moribundas que se orbitan entre sí. Tiene casi medio año luz de diámetro y se encuentra aproximadamente a 2 mil años luz de la Tierra.

La capa naranja espumosa de la imagen es hidrógeno molecular (un gas que se forma cuando dos átomos de hidrógeno se unen), mientras que el centro azul es un gas con carga eléctrica. En la imagen de la derecha, puede ver las dos estrellas moribundas en el centro, lo que nos brinda la oportunidad de estudiar la muerte estelar con un detalle sin precedentes.

¿Por qué un telescopio en el espacio?

Los nuevos datos son el resultado de meses de meticulosas mediciones y pruebas para que James Webb esté listo para su uso como herramienta científica después de su implementación. Los primeros pasos fueron enfocar y alinear las imágenes de cada uno de los segmentos del espejo. Cada uno de los instrumentos científicos del telescopio, la NIRCam, el espectrógrafo de infrarrojo cercano (NIRSpec) y el instrumento de infrarrojo medio (MIRI), también se encendieron y probaron.

Todos estos instrumentos, que miran el espacio profundo en diferentes longitudes de onda, tuvieron que enfriarse junto con el telescopio, de lo contrario, irradiarían calor de fondo que interferiría con las observaciones sensibles de los objetos astronómicos. El último en encenderse fue MIRI, que opera a la temperatura más baja, solo siete grados por encima del cero absoluto, lo que llevó varios meses lograr.

El tamaño de un telescopio, su apertura, es el elemento clave que decide la calidad final de las imágenes y el detalle que se puede observar. Entre más grande, mejor. En el suelo se han construido grandes telescopios con aperturas de hasta diez metros de diámetro.

Sin embargo, los efectos de interferencia de la atmósfera, que perturban la luz que llega al telescopio, dificultan el logro de la resolución final. Además, en la Tierra, la luz de fondo del cielo nocturno limita la sensibilidad del telescopio, los objetos más débiles que podemos ver.

Con su apertura de seis metros, James Webb es el telescopio más grande jamás lanzado al espacio y desde su punto de vista a un millón de millas de la Tierra, libre de la atmósfera terrestre, se espera que brinde las mejores y más detalladas vistas del universo que tenemos. No hay duda de que revolucionará nuestra comprensión del cosmos, tal como lo hizo una vez su predecesor, el Telescopio Espacial Hubble.

Texto de Martin Barstow, profesor de Astrofísica y Ciencia Espacial, Universidad de Leicester/The Conversation via Reuters Connect

 

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