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El éxito de un fotógrafo novato

Por la alfombra roja del espacio se pasea James Webb, ataviado con un traje de alta costura al que se le han incrustado 18 espejos hexagonales recubiertos de oro. A lo lejos le observa receloso el viejo Hubble; percibe cómo pasa a una nueva generación la gloria de la que gozó durante más de 30 años.

Webb, considerado ahora el principal observatorio de ciencia espacial del mundo, llegó pisando fuerte al escenario galáctico. El poderoso instrumento acaba de obtener lo que posiblemente serán las imágenes más nítidas que haya logrado un telescopio espacial en la historia, según declaró uno de sus propios representantes, la Administración Nacional de Aeronáutica y el Espacio, o simplemente, la NASA.

Una estrella situada a 2 000 años luz de distancia de la Tierra, y 16 veces más brillante que el Sol, es la protagonista de la imagen.

Para obtenerla, el equipo a cargo del James Webb utilizó un filtro rojo para optimizar el contraste visual y, según sus integrantes, aunque el telescopio únicamente estaba enfocando la estrella, sus instrumentos son tan sensibles que también han sido capaces de ver las estrellas y galaxias de fondo.

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En la imagen, comparación de las capturas de Webb con la de otros telescopios infrarrojos precedentes. Foto. / NASA.

Esta operación fue diseñada como prueba al funcionamiento del telescopio, pero más allá de demostrar que trabaja sin problemas, ha quedado clara la capacidad del instrumento.

La propia NASA advirtió que la imagen obtenida es tan buena que el rendimiento óptico de Webb “podrá cumplir o superar los objetivos científicos para los que se construyó el observatorio”. También científicos que estudian las dos imágenes de la Gran Nube de Magallanes notaron que la del telescopio reveló detalles sin precedentes del gas interestelar entre las estrellas.

Las fotografías, que fueron tomadas además para calibrar sus cuatro instrumentos (de los que ya hablaremos más adelante), presentan una gran diferencia de nitidez respecto a las que había tomado el Spitzer, un telescopio infrarrojo anterior, informa la NASA.

Spitzer fue uno de los telescopios espaciales que perteneció al programa Grandes Observatorios de la NASA, y fue además el primero en capturar imágenes de alta resolución del Universo en luz infrarroja cercana y media. Sin embargo, el espejo gigante y los detectores sensibles de Webb pueden captar incluso más detalles y permitir más descubrimientos que Spitzer.

La NASA advirtió que aún faltan meses de trabajo para que el telescopio Webb pueda ser declarado operativo y entregue su nueva visión del cosmos. Se espera que sus primeras imágenes del Universo, llamadas observaciones de entrega temprana, o ERO (sus siglas en inglés), salgan a mediados de julio. No obstante, esta primera captura a la estrella 2MASS es ya de alta ingeniería, y también un spoiler alentador de lo que será posible obtener cuando el observatorio entre en funcionamiento a toda capacidad.

Uno de los científicos integrante del proyecto Webb en el Instituto de Ciencias del Telescopio Espacial de Baltimore, Klaus Pontoppidan, afirmó que el telescopio actúa como una poderosa máquina del tiempo. “Sus imágenes nos permitirán mirar hacia atrás en el tiempo para capturar galaxias de los primeros días de nuestro Universo, solo unos cientos de millones de años después del Big Bang, lo que podría transformar nuestra comprensión de la formación y evolución de las galaxias”, dijo.

El viaje más largo

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El MIRI reúne en un solo instrumento las características de un espectrógrafo de campo integral, una cámara de imagen y un coronógrafo. Foto. / ESA.

Más de 20 años y no pocas dificultades demoraron el desarrollo del telescopio espacial James Webb o JWST. En su composición han intervenido más de 1 000 científicos de todo el mundo bajo la batuta de la NASA, la Agencia Espacial Europea (ESA) y la Agencia Espacial Canadiense.

Se considera como el sucesor del legendario telescopio espacial Hubble, pero, para tranquilidad de este último, no un reemplazo, ya que las misiones serán complementarias, al menos mientras al Hubble le quede fuerza para continuar.

Recordemos que la pieza central del JWST es su enorme espejo primario de 6.5 metros de diámetro, formado a su vez por 18 espejos hexagonales construidos de berilio y recubiertos de oro, que se autoensamblan en el espacio.

Estas piezas, de unos 132 centímetros de diámetro cada una, son una de las partes más sensibles del telescopio, ya que serán las encargadas de reflejar la luz infrarroja de los confines del espacio. La alineación de cada uno de estos segmentos requiere una precisión a escala nanométrica. Tras meses en el espacio, finalmente la operación se completó. Hoy el telescopio está ubicado a 1.5 millones de kilómetros de la Tierra.

Además del espejo y un parasol de cinco capas, con forma de cometa y tan grande como una cancha de tenis, el James Webb porta otros cuatro instrumentos claves para captar distintos tipos de radiación espacial con las que los astrónomos obtienen imágenes de cuerpos celestes que están a miles de años luz de nuestro planeta.

El NIRCAM (Near Infrared Camera), el MIRI (Mid-infrared Instrument), el NIRISS (Near Infrared Imager and Slitless Spectrograph) y el NIRSPEC (Near-Infrared Spectrograph) son los accesorios que el James Webb lleva a bordo. Cada uno tiene cuatro o cinco modos científicos que deben cumplir criterios específicos.

Accesorios a bordo

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Espectrógrafo NIRSPEC, único instrumento sin cámara en el telescopio. Foto. / ESA.

El primero de ellos (NIRCAM), también denominado “el ojo en el cielo”, fue creado por la NASA y es, de los cuatro instrumentos, el único que está actualmente en funcionamiento. Se trata de una cámara infrarroja con cobertura espectral que irá desde el borde de lo visible hasta el infrarrojo cercano. Es clave para que los 18 espejos del James Webb trabajen como uno solo.

MIRI, en tanto, se desarrolló en colaboración entre la NASA y la ESA. Es un instrumento que trabaja en el rango infrarrojo del espectro electromagnético, capaz de recoger espectros, tomar imágenes y bloquear la luz de objetos muy iluminados para conseguir observar otros mucho más débiles.

“Esto lo convierte en una pieza fundamental en la exploración del Universo. Nos dará información muy útil sobre galaxias cercanas, se podrán estudiar agujeros negros y dará una nueva perspectiva del nacimiento de las estrellas y sistemas protoplanetarios”, explicó uno de los investigadores principales de MIRI, Luis Colina.

Por su parte, NIRISS es el generador de imagen de infrarrojo cercano y el sensor de orientación, una especie de guía que ayudará al telescopio a enfocar. Se utilizará asimismo para investigar la detección de luces y garantizará la línea de visión de la sonda espacial durante las observaciones científicas. Su construcción estuvo a cargo de la Agencia Espacial Canadiense.

Por último, el NIRSPEC, construido por ESA, es el único instrumento a bordo del Webb sin cámara. Su objetivo es capturar espectros de 100 objetos individuales o puntos en el espacio al mismo tiempo.

NIRSPEC, MIRI y NIRISS, según proyecciones de la NASA, estarán en acción y listos para comenzar el proceso de creación de imágenes científicas en junio o julio de 2022.

Como bien certificó Thomas Zurbuchen, administrador asociado de la NASA, el James Webb es una maravilla de la ingeniería de casi 10 000 millones de dólares, ideado hace más de 20 años con el fin de convertirse en el telescopio más poderoso que nadie haya puesto en el espacio.

De momento, va en el camino correcto para intentar cumplir con estos exigentes objetivos científicos. Cuando esté en pleno funcionamiento, y ya haya superado la categoría de novato, quizás no quede misterio en el Sistema Solar que él deje sin descubrir.

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Instrumento NIRISS. Garantizará la línea de visión de la sonda espacial durante las observaciones científicas. Foto. / NASA.

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