Telescopio James Webb- viendo imagenes del origen de nuestro planeta

El viernes 24 de diciembre se lanzo al espacio el telescopio más potente hasta ahora, se estuvo construyendo desde 1996. En la órbita será capaz de mirar años hacia el pasado cerca del Big Bang.

Como es esto posible?

La capacidad para mirar el pasado está basada en el hecho de que incluso la luz tiene una velocidad. En el vacío es de 299.792.458 m/s.

Así, debido al tiempo que tarda en recorrer el espacio, cuanto más lejos está un objeto más atrás vemos en el tiempo.

Por ejemplo, como la luz del Sol tarda ocho minutos en llegar a la Tierra, en realidad los que estamos en la Tierra vemos al Sol como era hace ocho minutos. Si observamos estrellas, galaxias que está a mil millones de años luz distancia, vemos cómo fueron en ese entonces, ya que la luz que emitieron estuvo viajando miles de millones de años para llegar a nosotros.

Un “año luz” es la distancia que la luz recorre en un año.

Esto significa que la luz más lejana que va a captar (las imágenes que va a captar) estuvo viajando hacia nosotros desde hace más de 13.700 millones de años. Esa luz más lejana por lo tanto procede de las inmediaciones del big-bang. Es una luz del pasado, estuvo viajando durante 13.700 millones de años luz hasta llegar a nosotros. La imagen que va a mostrar al telescopio es de algo que ya no existe. Es como una fotografía del pasado. En realidad esa luz ya está con nosotros, es luz infrarroja, pero esta luz es tan débil que solo un telescopio de una sensibilidad y precisión tan tremenda y colocado en una posición tan lejana puede captar. En ese sentido es que se dice que va a captar imágenes del pasado.

En realidad las imágenes del pasado ya podemos captarlas desde la tierra. El ruido en forma de niebla que veíamos en los televisores antiguos cuando se perdía la señal era en realidad imágenes de fondo de microondas del universo, pero mezclado con otros ruidos. Este telescopio será capaz de separar estas imágenes de todo el ruido con una precisión 100 veces mayor que el Telescopio Hubble.

El telescopio espacial Webb es el más grande, potente y con mayores desafíos tecnológicos jamás construido. El mismo es muy grande; debe doblarse como origami para caber dentro del carenado de su cohete para su viaje espacial. Una vez en el espacio, desplegar y preparar Webb para operaciones científicas es un proceso complejo que durará unos seis meses.

Webb está diseñado para ver las galaxias más distantes del universo y estudiar cómo evolucionaron las galaxias a lo largo del tiempo cósmico. Webb estudiará planetas que orbitan alrededor de otras estrellas, en busca de las firmas químicas de los componentes básicos de la vida. También estudiará planetas en nuestro propio sistema solar.

¿Cuál es su misión?

James Webb sucederá al icónico Hubble y se convertirá en el siguiente gran observatorio de ciencia espacial. Está diseñado para realizar descubrimientos revolucionarios en todos los ámbitos de la astronomía, pero su principal misión será investigar el universo primitivo, y ofrecer respuestas a algunas cuestiones astrofísicas de primera magnitud como la formación de las primeras galaxias, su evolución, el funcionamiento de la materia oscura, el de la energía oscura… En este sentido, aportará valiosísimos datos sobre el sistema solar y sobre la formación y evolución de estrellas, planetas y galaxias.

También podría ayudar a detectar si existe vida más allá del planeta Tierra, ya que su instrumentación científica le permitirá analizar con precisión las atmósferas de los exoplanetas, en busca de moléculas y biomarcadores que solo pueden ser el resultado de actividad orgánica.

¿Cuáles son sus principales instrumentos científicos?

A diferencia del Hubble, que observa en los espectros ultravioleta cercano, visible e infrarrojo cercano, el James Webb observará el universo en longitudes de onda del infrarrojo cercano y el infrarrojo medio. Para ello, incorpora un avanzado sistema de cámaras y espectrógrafos.

El Módulo Integrado de Instrumentos Científicos (ISIM, por sus siglas en inglés) proporciona energía eléctrica, recursos informáticos, refrigeración y estabilidad estructural para el telescopio. En el ISIM se integran los cuatro instrumentos científicos que son el corazón del James Webb:

– Cámara para el Infrarrojo Cercano (NIRCam): cámara infrarroja con cobertura espectral que abarcará desde el borde de lo visible (0,6 micrómetros) hasta el infrarrojo cercano (5 micrómetros). También servirá como sensor de frente de onda del observatorio, para coordinar y mantener los 18 segmentos del espejo principal funcionando como una unidad.

– Espectrógrafo para el Infrarrojo Cercano (NIRSpec): espectroscopio que realizará sus funciones en el mismo rango de longitud de onda que NIRCam. Este análisis espectrográfico se utilizará para determinar los elementos que componen un objeto en el espacio, como una galaxia o la atmósfera de un exoplaneta, donde se buscará la presencia de biomarcadores.

– Instrumento para el Infrarrojo Medio (MIRI): se trata de una combinación de cámara y espectrómetro que analizará la luz infrarroja en longitudes medias y largas, entre 5 y 27 micrómetros.

– Sensor de Guía Fina (FGS) y Generador de Imágenes de Infrarrojo Cercano y Espectrógrafo sin Rendija (NIRISS): FGS se utiliza para estabilizar al telescopio durante las observaciones. El NIRISS es un módulo para fotografía astronómica y espectroscopía capaz de registrar luz a una frecuencia de 0,8 a 5 micrómetros.

¿Qué supone operar en el infrarrojo?

Observar en el infrarrojo permitirá al telescopio James Webb acceder a lugares ocultos del Sistema Solar, adentrarse en el interior de las nubes de polvo que constituyen los semilleros estelares y planetarios, examinar la composición química de la atmósfera de los exoplanetas y remontarse aún más atrás en el tiempo para contemplar las primeras galaxias que se formaron en el universo primigenio. Podrá ver objetos entre 100 y 200 millones de años después del Big Bang.

¿Podrá detectar presencia de vida en exoplanetas?

Ese es otro de sus principales cometidos: comprobar si hay vida más allá del planeta Tierra. Su instrumentación científica le permitirá analizar las atmósferas de planetas extrasolares, en busca de biomarcadores capaces de delatar la presencia de actividad biológica en ellos.

¿Por qué se ha elegido el punto L2 de Lagrange?

A diferencia del Hubble, que orbita a aproximadamente 570 kilómetros de la Tierra, el telescopio espacial James Webb estará en el segundo punto de Lagrange L2 del sistema Sol-Tierra, situado a 1,5 millones de kilómetros de nuestro planeta. El punto L2 de Lagrange es ideal porque mantiene siempre una misma orientación con respecto a la Tierra y el Sol, por lo que no habrá interferencias con la Tierra, y las observaciones serán continuas.

Además, está lejos del calor que irradia nuestro planeta, por lo que ofrece una estabilidad y unas condiciones óptimas para el funcionamiento de un telescopio que opera con luz infrarroja. La temperatura del observatorio debe descender hasta unos -230 ºC para que la emisión infrarroja de los propios instrumentos no sobrepase las tenues señales de los objetos detectados.