El telescopio Webb inicia una nueva era en astronomía

Ahora deben llevarse a cabo cientos de pasos de ingeniería mientras el observatorio se despliega y viaja a su nuevo hogar.

El telescopio espacial James Webb, la mayor apuesta de la humanidad hasta ahora en su búsqueda por sondear el Universo, se elevó al espacio el 25 de diciembre, marcando la culminación de décadas de trabajo de astrónomos de todo el mundo. Pero para que Webb comience una nueva era en astronomía, como muchos científicos esperan que suceda, cientos de pasos complejos de ingeniería deberán realizarse sin problemas en los próximos días y semanas.

«Ahora comienza la parte difícil», dice John Grunsfeld, astrofísico y ex astronauta y director científico de la NASA.

El Webb de 10.000 millones de dólares es el observatorio espacial más complicado y caro de la historia , y el sucesor del Telescopio Espacial Hubble de la NASA, que ha estudiado el Universo desde 1990. Tras su lanzamiento, Webb se embarcará ahora en la parte más arriesgada de su misión: desplegando todas las partes necesarias para que su enorme espejo se asomara profundamente al cosmos, hacia el amanecer de los tiempos.

Hasta que no funcionen todos los equipos y se hayan realizado las primeras observaciones científicas, probablemente en julio, los astrónomos no podrán relajarse. Hasta entonces, «habrá mucho nerviosismo», dice Heidi Hammel, científica interdisciplinaria de Webb y vicepresidenta de ciencia de la Asociación de Universidades para la Investigación en Astronomía en Washington DC.

El Webb construido por la NASA se lanzó a las 9:20 am hora local desde el puerto espacial de Kourou en la Guayana Francesa, en un cohete Ariane 5 proporcionado por la Agencia Espacial Europea (ESA). El tercer socio internacional del proyecto es la Agencia Espacial Canadiense.

«Qué día tan emotivo», dijo Thomas Zurbuchen, jefe de ciencia de la NASA, en una transmisión por Internet desde el sitio de lanzamiento. «Es el comienzo de una de las misiones más asombrosas que la humanidad ha concebido».

«Me siento muy emocionado ahora mismo después de ver que algo que todos habíamos esperado durante tanto tiempo finalmente sucedió», agrega Jeyhan Kartaltepe, un astrónomo del Instituto de Tecnología de Rochester en Nueva York que ha sido galardonado con tiempo de observación en Webb. «Estoy muy agradecido por todos los que trabajaron tan duro para que fuera un éxito».

Marcando un rumbo

El Ariane 5 llevó a Webb en una trayectoria aparentemente impecable al espacio, lo que ahorra más combustible para que el telescopio lo utilice con fines científicos en los próximos años. Después de separarse del vehículo de lanzamiento 27 minutos después del lanzamiento, Webb desplegó sus paneles solares, un paso crucial que permitió que la energía eléctrica comenzara a fluir. «Eso fue media hora en el borde de mi asiento», dice Grunsfeld. Horas más tarde, se esperaba que encendiera sus motores para ponerlo en curso hacia su destino final, una posición en el espacio conocida como el segundo punto de Lagrange, o L2. Allí, a 1,5 millones de kilómetros de la Tierra, siempre estará en el lado opuesto del planeta al Sol, mirando hacia los confines oscuros del espacio exterior con su óptica sensible protegida de la luz solar.

El viaje a la L2 durará 29 días, con más de 300 «puntos de falla» en los que algo podría salir mal. Todo el proceso es algo así como una mariposa que emerge de su crisálida, dice Günther Hasinger, director de ciencia de la ESA, una mariposa muy cara y muy compleja de tres pisos de altura.

Primero y más crucial es el despliegue del parasol en forma de cometa de Webb, que es del tamaño de una cancha de tenis. La función del escudo es proteger a Webb de la radiación y enfriar el ambiente desde 110 ºC en el lado que mira hacia el sol hasta -235 ºC en el lado sombreado. Webb requiere temperaturas frías para que su óptica pueda captar los destellos de galaxias distantes y otros objetos cósmicos en longitudes de onda infrarrojas.

El telescopio se lanzó sobre un cohete europeo Ariane 5.
Crédito: Bill Ingalls / NASA

«El aspecto único de Webb es que es un telescopio frío», dice Hasinger. Si el parasol no se despliega correctamente, la ciencia de Webb se verá seriamente degradada.

Tres días después del lanzamiento, se espera que se desplieguen dos paletas rectangulares a ambos lados del observatorio. En el transcurso de cuatro días más, las tarimas se abrirán para revelar las cinco capas del parasol en forma de membrana, y luego las estirarán y fijarán en su lugar, como apretar una sábana sobre un colchón.

Alineación de espejo

Diez días después del lanzamiento, si todo va bien, Webb moverá su pequeño espejo secundario para enfrentar su espejo primario gigante, que aún estará doblado. Dos días después, el espejo primario comenzará a girar dos secciones con bisagras en su lugar para crear el espejo completo de 6,5 metros de ancho. En ese punto, los 18 segmentos hexagonales del espejo, hechos de berilio y recubiertos de oro, se asemejarán a un gigantesco panal reluciente, y Webb se convertirá en un verdadero telescopio, dice Hammel, porque podrá capturar la luz.

Aproximadamente dos semanas después, Webb debería llegar a su ubicación final en L2. Eso está demasiado lejos de la Tierra para que los astronautas lo visiten y arreglen el telescopio si algo sale mal, como hicieron después del lanzamiento del Hubble con ópticas defectuosas. (Los astronautas, incluido Grunsfeld, finalmente volaron al Hubble cinco veces para actualizar sus instrumentos científicos y mantenerlo como un observatorio de clase mundial). Pero si el parasol y los espejos se despliegan correctamente, lo peor está detrás de Webb. A partir de ahí, se trata de alinear los espejos y calibrar los instrumentos. Esos pasos son complicados, pero se han realizado antes, en espejos de telescopios terrestres.

Una razón por la que pasarán seis meses antes de que la ciencia pueda comenzar es que el telescopio necesita tiempo para enfriarse a su temperatura de funcionamiento. Solo unos cuatro meses después del lanzamiento, los segmentos del espejo primario estarán lo suficientemente enfriados y alineados para asumir la forma correcta. Los ingenieros de la misión comenzarán a calibrar los instrumentos.

Y uno de los cuatro instrumentos del telescopio, que funcionará en longitudes de onda del infrarrojo medio, requiere otro enfriador para llegar a –266 ºC, apenas 7 ºC por encima del cero absoluto. Una vez que alcance esa temperatura, Webb debería ser 100 veces más sensible que Hubble.

El espejo dorado y de berilio del telescopio se encuentra en el medio de un parasol de cinco capas.
Crédito: Chris Gunn / NASA

Ojos infrarrojos

La visión infrarroja de Webb le permitirá mirar hacia atrás más de 13.5 mil millones de años, hacia estrellas y galaxias distantes cuya luz se ha estirado a longitudes de onda infrarrojas por la expansión del Universo. También podrá penetrar regiones cubiertas de polvo, como los lugares donde nacen las estrellas, y sondear las atmósferas de los planetas más allá del Sistema Solar. «Está diseñado para responder preguntas sobresalientes en todos los campos de la astrofísica», dice la astrónoma Antonella Nota, científica del proyecto de la ESA para Webb.

Si todo sale según lo planeado durante los próximos seis meses, los científicos de la misión estarán bajo una intensa presión para publicar imágenes y datos impresionantes de Webb lo antes posible. Un pequeño comité de astrónomos del Space Telescope Science Institute en Baltimore, Maryland, que opera Webb, ha elaborado una lista secreta de qué objetos observar primero. El primer tramo de resultados probablemente incluirá imágenes y datos espectaculares sobre planetas, estrellas y galaxias, para mostrar las capacidades del telescopio. Después de eso, la ciencia comenzará en serio para los otros astrónomos que están haciendo cola para usar Webb.

Por ahora, solo pueden observar y esperar para ver si el telescopio funciona como pretenden sus diseñadores. «Sé que hemos hecho todo lo posible», dice Hammel.

Traducción y Edición: Daniel Ventuñuk

Fuente: NATURE

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