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El flamante telescopio espacial James Webb empieza a mirar más lejos en el espacio y en el tiempo

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La luz salió de estas galaxias hace 13500 millones de años
La luz salió de estas galaxias hace 13500 millones de años.

Con el despliegue de una superproducción de Hollywood, la NASA anunciaba para el 12 de julio la presentación de las primeras imágenes obtenidas por el telescopio James Webb. Se ha adelantó que serían retransmitidas no solo por la página de la NASA, sino por todos los canales digitales y redes sociales (también en la versión en castellano): Facebook, Twitter y YouTube.

El adelanto lo hizo el presidente de EE.UU., Joe Biden, que presentó en exclusiva la primera imagen, ayer a la tarde. Igual, no parece tan importante adelantarse un día: la luz que registra esa foto viene de 13.500 millones de años atrás.

Desde hace treinta años, el telescopio espacial Hubble viene aportando unas magníficas vistas de galaxias y nebulosas en las que destacan enormes nubes de polvo opaco; es el caso de la famosa imagen de los “Pilares de la Creación” o la espectacular “Cabeza de caballo”. El Webb podrá atravesar el polvo interestelar y revelar los miles de estrellas que se ocultan en su interior.

La NASA ha adelantado algunos de los objetivos de la primera colección de fotos del Webb, que mostrarán temas relacionados con el universo primitivo, la evolución de las galaxias y el ciclo de vida de las estrellas.

Cinco de estos protagonistas serán el planeta WASP-96 b, la galaxia SMACS 0723, el Quinteto de Stephan (un grupo de cinco galaxias de la constelación de Pegaso), la nebulosa del Anillo del Sur y la nebulosa de la Quilla. Pero será una minúscula fracción de lo que queda por venir: el programa para el primer año de observaciones ya está lleno, salvo por unas pocas horas reservadas para acontecimientos imprevistos, como la aparición de cometas interestelares o supernovas, por ejemplo.

La clave de nuevo telescopio es que observará en el infrarrojo, una banda de frecuencias que el Hubble solo ve “de refilón”. El infrarrojo es esencialmente calor; por eso ha sido necesario tener al Webb en el «freezer» del espacio durante casi seis meses, hasta que el espejo y los instrumentos han alcanzado una temperatura de pocas decenas de grados sobre el cero absoluto.

Y uno de sus sensores, equipado con un refrigerador adicional, está a solo 7 grados Kelvin ( -266.1 °C, en la escala que usamos aquí en casa, en la Tierra).

La definición que puede conseguirse trabajando en longitudes de onda tan largas es muy inferior a la que se consigue si se usa la luz visible. Por eso, para alcanzar la misma calidad que ofrece el Hubble, el Webb necesita un espejo mucho mayor, para que la nitidez de unas y otras sea comparable.

Los seis metros de diámetro del espejo plantearon problemas desde el primer momento: hubo que fraccionarlo en segmentos independientes y plegarlo para que cupiera en el cohete lanzador. Su estructura mecánica es a la vez muy rígida y muy ligera, para que mantenga su forma inalterable incluso a bajísimas temperaturas.

El telescopio Webb no puede apuntar hacia cualquier lado en cualquier momento. Espejo, instrumentos y parasol forman un todo que hay que orientar dando siempre la espalda al Sol. Se trata de mantenerlos en la sombra en todo momento para evitar recalentamientos que echarían a perder cualquier observación.

Así, inclinándose hasta 45º arriba y abajo, y girando sobre su eje longitudinal (pero siempre con el Sol tras de él) el Webb puede barrer un anillo que representa el 45% del firmamento. No más. Si se trata de observar algún cuerpo fuera de esa zona, habrá que esperar a que alcance una posición más favorable, donde el Sol no amenace con deslumbrarle. A veces, son meses de espera, cuando la Tierra lo arrastre al otro extremo de su órbita.

A la espera de que el Webb entre oficialmente en servicio, tanto la NASA como otras agencias estudian ya cuáles serán sus sucesores. Y sus objetivos, ciertamente ambiciosos.

Los sucesores del telescopio James Webb

El primer candidato es el HabEx, destinado a identificar exoplanetas con posibilidades de albergar vida tal como la conocemos. Irá equipado con un telescopio de cuatro metros de diámetro, tamaño intermedio entre el Hubble y el Webb. Pero lo verdaderamente novedoso es que desplegará ante sí un escudo para bloquear la luz de las estrellas, dejando pasar solamente la de los planetas que giren a su alrededor. El escudo parece un enorme girasol que se desplegará en el espacio como si fuera un modelo de origami. Tendrá unos 50 metros de diámetro y solo dejará pasar entre sus pétalos aquellos escasos fotones que provengan de planetas situados en la zona de habitabilidad. Unos sensibles espectrómetros analizarán la luz en busca de biomarcadores: oxígeno, ozono, agua o metano, por ejemplo.

Otro telescopio en estudio es el LUVOIR, siglas que hacen referencia a su capacidad para trabajar en las bandas ultravioleta e infrarroja. También con el objetivo de localizar –y, además, fotografiar- exoplanetas habitables.
Hay dos modelos proyectados, el mayor de los cuales deja muy pequeño al espejo del Webb: 15 metros de diámetro. Hoy por hoy se estima su coste en u$s 24.000 millones, pero, vistas experiencias anteriores, no hay duda de que aumentará.

Un tercer proyecto que aún está en fase de estudio es el telescopio Origins. Básicamente, un Webb mejorado: mil veces más sensible y capaz de ver en bandas del infrarrojo aún más lejano. Pero, en cualquier caso, todos estos telescopios están aún muy lejos en el tiempo. Ninguno volará antes del 2035. De hecho, hoy por hoy ni siquiera existe el cohete lanzador capaz de llevarlos al espacio.

Más próximos están otros proyectos como el telescopio Nancy Grace Roman (bautizado así en honor de la primera astrónoma que ocupó un cargo directivo en la NASA). Este salió algo más económico porque la NASA pudo utilizar un espejo regalo de la Agencia Nacional de Seguridad: un reflector de 2.4 metros originalmente diseñado para un satélite espía, pero que ya no les era útil.
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El telescopio Roman se destinará a aumentar el censo de exoplanetas, incluyendo algunos del tamaño de la Tierra o incluso menores. También se intentará el análisis espectral de sus atmósferas y, en otros campos de la cosmología, realizar estudios sobre la energía oscura. En este trabajo tendrá compañía: el satélite europeo Euclid que debería lanzarse el año próximo desde la Guayana. El Roman se retrasará por lo menos hasta 2027.

Junto a estas iniciativas, otras agencias nacionales anuncian lanzamientos de más satélites para uso astronómico. Para 2027 es probable que también esté en el espacio el telescopio de la Agencia Espacial Europea, PLAnetary Transits and Oscillations of stars (PLATO), otro buscador de planetas extrasolares.

En 2024 China planea enviar el telescopio Xuntian, una especie de Hubble con un campo de visión 300 veces más amplio. India y Japón también desarrollan programas similares, aunque las fechas de lanzamiento se van pasa la segunda mitad de este decenio. No todos, pero sí muchos de estos observatorios, se van a alojar en la órbita del punto de Lagange L-2, donde ahora ya gira el Webb. En los próximos años ese va a ser un lugar muy concurrido.