El telescopio James Webb se lanza en una misión de observación del universo infantil

El telescopio más ambicioso y caro jamás construido se lanzó al espacio el día de Navidad con el objetivo de mirar más profundamente en el espacio, y por lo tanto más en el pasado, que nunca.

Después de tres décadas de planificación y construcción, devastado por muchos retrasos y costos crecientes, el telescopio espacial James Webb de $ 10 mil millones finalmente está en camino a una órbita especial cuatro veces más alejada de la Tierra que la luna.

En el centro de control de la Agencia Espacial Europea en Kourou, Guayana Francesa, científicos e ingenieros vitorearon y aplaudieron en el momento crítico del exitoso lanzamiento, cuando el telescopio se separó después de 27 minutos de la etapa superior del cohete Ariane 5 y comenzó su propio viaje hacia su mirador a 1,5 m km.

«Este no es solo un gran día para Estados Unidos y nuestros socios europeos y canadienses, sino también un gran día para el planeta Tierra», dijo Bill Nelson, director de la agencia espacial estadounidense Nasa, que lideró el proyecto internacional.

El objetivo principal de Webb es obtener imágenes de las primeras estrellas y galaxias que se formaron a partir de gas primigenio en el «amanecer cósmico» alrededor de 200 millones de años después del Big Bang.

Sin embargo, los astrónomos también esperan que el telescopio Webb proporcione un tesoro para observar objetos cercanos, especialmente planetas, tanto en nuestro propio sistema solar como en otras partes de la galaxia alrededor de las estrellas. Sus instrumentos medirán la composición química de estas atmósferas planetarias y buscarán los componentes moleculares de la vida.

Richard Ellis, profesor de astrofísica en el University College de Londres, ha estado involucrado en el proyecto desde principios de la década de 1990, cuando la agencia espacial estadounidense NASA reunió un equipo científico para planificar un sucesor del recientemente lanzado Observatorio Hubble. Fue nombrado James Webb en honor al director de la NASA que dirigió el programa Apollo en la década de 1960.

«Se puso muy caro, hubo muchas demoras y Webb fue amenazada con la cancelación varias veces», dijo Ellis. «Pero ahora finalmente tenemos un telescopio del que los astrónomos están muy emocionados y orgullosos».

El espejo primario de 6,5 metros de Webb lo hace 100 veces más potente que el Hubble. Sin embargo, la principal diferencia entre los dos grandes telescopios es que el Hubble observa la luz visible mientras Webb trabaja en el infrarrojo. Este último es mucho más adecuado para la detección de objetos distantes, ya que su luz se desplaza a longitudes de onda más largas por la expansión del universo.

Mientras que el Hubble está a sólo 550 km sobre la Tierra en órbita baja, Webb estará a 1,5 km de distancia en el «segundo punto de Lagrange» o L2. Aquí, la gravedad del sol y la tierra compensa exactamente el movimiento orbital de un satélite, de modo que parece estar flotando en el mismo lugar en el espacio.

La ventaja de L2 sobre la órbita terrestre baja es que su gran distancia del planeta hace que sea mucho más fácil mantener fresco a Webb y evitar la interferencia de la propia radiación infrarroja de la Tierra. Una desventaja es que está demasiado lejos para realizar una misión de mantenimiento y reparación en caso de que algo salga mal. El Hubble se salvó de la vergüenza en 1993 cuando los astronautas del transbordador instalaron ópticas correctivas en su espejo roto.

Webb tardará aproximadamente un mes en alcanzar L2. En el camino despliega su espejo principal, que consta de 18 placas hexagonales de metal berilio bañado en oro, y una enorme visera, que tiene el tamaño de una cancha de tenis y mantiene el telescopio en la eterna sombra a la temperatura esperada de -233C.

Pero incluso eso no es lo suficientemente frío para uno de los cuatro instrumentos de Webb, el instrumento de infrarrojo medio o MIRI. Se reduce a -266 ° C con un enfriador criogénico, solo siete grados por encima del cero absoluto. «Funciona de la misma manera que el refrigerador de su casa, excepto que el refrigerante es helio, que es un líquido a temperaturas extremadamente bajas», dijo Gillian Wright, directora del Centro de Tecnología de Astronomía del Reino Unido en Edimburgo y codirectora del equipo MIRI.

MIRI jugará un papel clave tanto en el reconocimiento de los primeros destellos de luz estelar a través de espesas nubes de gas primigenio durante el amanecer cósmico como en el análisis de las atmósferas de planetas distantes. Cuando se le preguntó qué observaciones esperaba con más interés, Wright respondió: “Estoy muy emocionado de encontrar algo que es completamente sorprendente. Nunca hemos tenido un instrumento de infrarrojo medio como MIRI en el espacio y encontrará cosas que simplemente no conocemos ahora «.

Wright agregó que Webb y sus instrumentos estarían en funcionamiento en abril y mayo con una serie de observaciones iniciales para verificar que todo esté funcionando bien. La investigación astronómica comienza alrededor de julio.

El Instituto de Ciencias del Telescopio Espacial de Baltimore ha estado asignando tiempo de observación a los astrónomos del Hubble durante 30 años y hará lo mismo con Webb. Las máquinas tragamonedas están muy suscritas, por lo que se utiliza un sistema de revisión por pares para decidir a quién se les debe dar, y algunas están reservadas para los científicos involucrados en la construcción de instrumentos para el telescopio.

Wright dijo que su equipo investigará intensamente un pequeño trozo de cielo que el Hubble ya había explorado, el Hubble Deep Field, en busca de galaxias ultradelgadas y extremadamente tempranas. «También tenemos un gran programa que se ocupa de la atmósfera de los planetas», dijo. Otra pregunta que los científicos quieren responder es cómo se forman los exoplanetas, esas estrellas que orbitan en otras partes de nuestra galaxia, a partir del polvo cósmico.

A pesar del perfecto comienzo el día de Navidad, los astrónomos ahora soportan lo que Ellis llamó los «meses tortuosos» esperando que Webb complete su compleja serie de ejercicios de implementación y puesta en marcha de instrumentos.

Si el telescopio funciona en perfectas condiciones, promete enormes dividendos científicos: un regalo astronómico de Navidad que debería durar una década.

«He estado trabajando en la evolución temprana de las galaxias durante muchos años», dice Ellis. «Echar un vistazo al ‘amanecer cósmico’ con Webb será lo más destacado de mi carrera».