El telescopio James Webb tiene como una de sus tareas sensar luz infrarroja de las profundidades del cosmos, permitiendo a los científicos estudiar la estructura y orígenes de nuestro universo.
Desde sus albores los humanos se han hecho preguntas sobre el universo y nuestra existencia. Al principio la mitología dio respuestas, luego las religiones, y al final fue la ciencia, usando el método científico, la que ha podido configurar respuesta que deben ser corroboradas por la experimentación. Toda aseveración, en la medida en que se tengan mejores métodos experimentales e instrumentos de medida, debe ir afinando el conocimiento más acertado. Por eso no hay respuestas absolutas, ni verdades reveladas. Cada nuevo descubrimiento plantea más preguntas.
Desde que Galileo Galilei (1564-1642) puso a funcionar el método de hacer ciencia, las respuestas a muchos interrogantes se empezaron a dar. La formulación del big bang, como la explicación de la formación del universo conocido, tiene aceptación entre la comunidad científica, es decir, se tiene como un paradigma, aunque hay explicaciones diferentes que unos pocos defienden y que será difícil que pasen la corroboración, como la de mundos paralelos, o la de un ciclo continuo de expansión y contracción, etc.
‘Observar’ los tiempos pasados del cosmos se puede lograr con telescopios o radiotelescopios ubicados en la Tierra o instalándolos en el exterior de la atmósfera. Entre los más conocidos ubicados aquí, se encuentran: el Keck, que está en Hawai; los telescopios Very Large Telescope, en el Observatorio Europeo Austral, en Chile; y el Gran Telescopio Canarias, en La Palma, España. Entre los grandes radiotelescopios se tienen: el Atacama Large Millimeter/Submillmeter Array (Alma), en Chile; Ratan-600 (Rusia), Very Large Array, EE.UU.; el Arecibo, Puerto Rico, desmantelado en 2020. En 2016 inició operaciones el radiotelescopio Tianyan (China).
La diferencia básica entre un telescopio y el radiotelescopio radica en la frecuencia de las señales que captan. En el primero llegan señales ópticas, mientras que al segundo son de radio. Entre los telescopios espaciales más conocidos se tiene el Hubble, que ha estado orbitando a 593 kilómetros sobre el nivel del mar. Y desde finales del año anterior pasó a ocupar las noticias de astrofísica el telescopio espacial James Webb (JWST), que estará a 1,5 millones de kilómetros de la Tierra. Hay que decir que una de sus ventajas está en que, al no tener la atmosfera terrestre, las señales, tanto ópticas como de radiofrecuencia, son más nítidas.
Se ‘observarán’ estrellas y galaxias
Como notarán, la palabra observar y observarán van en comillas, queriendo resaltar que en verdad no serán vistas. Se verá la imagen de estrellas, galaxias, planetas, etc. que existían miles de años atrás cuando emitieron la señal. Pasa lo mismo cuando observamos la imagen del Sol. En realidad, se está viendo cómo era el astro rey 8 minutos antes, que es el tiempo que tarda la luz en llegar a la Tierra. Es como un retroceder en el tiempo. Con el JWST, se retrocederá a unos 500 millones de años del inicio del big bang. Fue lanzada el 25 de diciembre de 2021 después de varios aplazamientos.
En el artículo de hoy se presentarán algunos de los aspectos técnicos relacionados con este JWST, que permitirá investigaciones tanto en astronomía como en cosmología, siendo uno de los objetivos ‘observar’ algunos de los sucesos y objetos más distantes del universo, tales como la formación de las primeras estrellas y galaxias, asuntos que están fuera del alcance de los telescopios y radiotelescopios actuales. Esta investigación es un proyecto de colaboración de 20 países. El telescopio fue construido y está siendo operado por la Nasa, la Agencia Espacial Europea y la Agencia Espacial Canadiense.
La máquina sustituirá a los telescopios Hubble y Spitzer, y una de las principales características técnicas es el espejo primario compuesto por 18 segmentos hexagonales que, combinados, adquiere una esfera con un diámetro de 6,5 metros, que fue construido con berilio y un revestimiento de una película de oro. El parasol se hizo con cinco hojas de kapton revestido de aluminio y silicio, evitando que la radiación impida al espejo y sus cuatro instrumentos científicos principales, mantenerse a temperaturas cercanas al cero absoluto.
Esos instrumentales son: 1- Near InfraRed Camera (NIRCam), cámara infrarroja con cobertura espectral que irá desde el borde de lo visible (0,6 micrómetros) hasta el infrarrojo cercano (5 micrómetros). La investigadora principal es la científica Marcia Rieke de la universidad de Arizona, donde fue construido el equipo. 2-Near InfraRed Spectrograph (NIRSpec), espectroscopio que realizará sus funciones en el mismo rango de longitud de onda. Construido por la Agencia Espacial Europea en el Centro Europeo de Investigación y Tecnología Espacial (Estec) en Noordwijk, Holanda. Pierre Ferruit, de la Escuela Normal Superior de Lyon, Francia, es el científico supervisor del proyecto.
Mediciones a muy bajas temperaturas
El tercer equipo es: Mid-InfraRed Instrument (Miri), instrumento que medirá el rango de longitud de onda del infrarrojo medio de 5 a 27 micrómetros, compuesto por cámara de infrarrojo medio y un espectrómetro de imágenes, desarrollados entre la Nasa y un consorcio de países europeos. El proyecto fue dirigido por George H. Rieke de la Universidad de Arizona y Gillian Wright, del Reino Unido, Astronomy Technology Centre, Edimburgo, así como un enfriador mecánico de gas de helio que reduce la temperatura del equipo a – 267.15 grados celsius.
El cuarto instrumento es el Niriss/FGS (Near-Infrared Imager and Slitless Spectrograph/Fine Guidance Sensor). Como el Niriss está físicamente montado junto con el FGS, a menudo se les reconoce como una sola unidad, pero sus análisis son completamente distintos, uno es un instrumento científico y el otro –el FGS- forma parte de la infraestructura de soporte del observatorio fabricado por la Agencia Espacial Canadiense bajo la supervisión del científico John Hutchings. Se usa para controlar la orientación general de la nave espacial y conducir el espejo de dirección para estabilizar la imagen. El Niriss observará el infrarrojo cercano y el espectrógrafo imágenes astronómicas. Lo supervisa René Doyon.
Además, NIRCam y Miri tienen coronógrafos bloqueadores de luz estelar para poder observar objetivos débiles como planetas extrasolares y discos circunestelares cercanos a estrellas brillantes. Para que la nave espacial sea autosuficiente, tiene incorporado el Integrated Science Instrument Module (Isim), módulo que proporciona energía eléctrica, recursos informáticos, refrigeración y estabilidad estructural para el telescopio; está fabricado con un compuesto de grafito-epoxi. JWST Se construyó para dar una visión sin precedentes del universo. El costo fue de unos 10.000 millones de dólares.
Finalmente, el nombre de James Webb (1906-1992) de la nave, se dio como homenaje a quien fue administrador de la Nasa entre 1961 y 1968, años de inicio de la carrera espacial y el programa Apolo. Dicho nombre fue rechazado por un grupo de científicos al señalarlo de homofóbico, pero no se aceptó el cambio. Ahora es grato decir que JWST ya envió su primera imagen de una estrella lejana el 16 de marzo, después de terminar con éxito su fase de alineación y calibración de sus 18 espejos. Jane Rigby, científica del proyecto de operaciones destacó que con JWST se podrá explicar la historia del universo y “qué hay ahí afuera”, incluidas las atmósferas de los planetas. La misión será de entre 5 y 10 años.
Cooperación internacional: fundamental
Como lo enseña el proyecto de investigación del telescopio espacial James Webb, la cooperación debe ser la bandera que alcen los países, como sucede en otras investigaciones, tales como el Gran Acelerador de Hadrones para el estudio de las partículas elementales, o el Reactor Experimental Termonuclear Internacional, (Iter), que está en construcción en Francia; proyecto energético, a partir de la fusión nuclear, más ambicioso del mundo como alternativa energética sin contaminar.
Investigadores de EE.UU. Rusia, China, Alemania, Reino Unido y Francia, entre otros, dejando a un lado las desavenencias entre gobernantes, hacen experimentos conjuntamente. La aeroespacial también ha estado presente en esas asociaciones que indagan sobre astrofísica, cosmología, exoplanetas, astrobiología, etc. Hace poco tres cosmonautas rusos llegaron muy bien a la Estación Espacial Internacional (EEI) y acoplaron su cápsula Soyuz con el puesto de avanzada, que continuará con la misión espacial con presencia rusa-estadounidense compartida hace 20 años.
“Felicitaciones por el acoplamiento exitoso”, dijo una voz del control de la misión de Rusia momentos después, según un traductor de inglés que habló durante una transmisión en vivo del evento por parte de la Nasa. Fueron recibidos con abrazos y apretones de manos por los siete ocupantes de la estación espacial. El equipo de la cápsula Soyuz comenzó una misión científica que durará seis meses y medio. Está dirigido por el comandante Oleg Artémeyev, acompañado de dos jóvenes cosmonautas. Mientras esto pasa en el cielo, en la tierra se matan rusos y ucranianos con la participación de EE.UU.
La Estación Espacial Internacional es un proyecto conjunto entre Rusia, Estados Unidos, Canadá, Japón y varios países europeos. Está dirigida en asociación entre Estados Unidos y Rusia. La colaboración se inició a principios del siglo y se ha preservado a pesar de las oscilantes tensiones rusa-estadounidense. ¿Se manifestarán los científicos del mundo a favor de la paz y por el bienestar de la humanidad? Qué falta hacen Marie Curie, Albert Einstein, Linus Pauling, Bertrand Russell, y otros más, que tuvieron una posición digna y no partidista frente a las confrontaciones bélicas.
Lea también: ¡Qué paradoja: con recursos hídricos y sin agua!
