La ciencia detrás del James Webb: así ha logrado las imágenes más nítidas del universo

Con la imagen más profunda del universo jamás tomada, el telescopio espacial James Webb (JWST) inició oficialmente sus operaciones científicas. Así, en los próximos meses y años veremos más postales suyas a todo color y con una resolución sin precedentes.

¿Cómo ha conseguido dicha hazaña este observatorio de 6 toneladas y 200 kg? Te explicamos unos datos clave que lo permiten.

El James Webb y su potente óptica

Los principales atributos del nuevo telescopio de la NASA son sus espejos. El espejo primario, de 6,5 metros de altura, está compuesto de 18 segmentos hexagonales hechos de berilio y bañados en una fina película de oro.

El espejo secundario, en cambio, está centrado más adelante del espejo primario y ayuda recolectando luz a la parte principal.

El oro fue escogido, ya que refleja mejor la radiación infrarroja, que son las luces débiles y lejanas que el observatorio puede captar gracias a sus cuatro instrumentos principales a bordo (NIRCam, NIRISS, MIRI y NIRSpec).

Este último es principalmente un espectrógrafo, que ha conseguido estudiar la composición química de la atmósfera del exoplaneta WASP-96b.

Ahora, lograr que ambos espejos en conjunto enfoquen correctamente las galaxias remotas es un desafío total.

Como señala Lee Feinberg, ingeniero encargado de la óptica del James Webb, “alinear los segmentos del espejo principal como si fueran un solo espejo grande significa que cada espejo está alineado a 1/10,000 del grosor de un cabello humano”.

La calibración total de los espejos e instrumentos del James Webb culminó en marzo de 2022, tres meses después de su lanzamiento.

En esa ocasión, haciendo uso de su Cámara de Infrarrojo Cercano (NIRCam), obtuvo su primera imagen nítida y de alta resolución de la estrella 2MASS J17554042+6551277, ubicada a más de 2.000 años luz, pero dentro de la Vía Láctea.

Las ‘fotografías’ que le siguieron dieron un buen preámbulo de lo que serían finalmente las cuatro impresionantes y vívidas imágenes compartidas el pasado martes 12 de julio: la Nebulosa Carina, el Quinteto Stephan, la Nebulosa del Anillo Sur y SMACS-0723.

Todas ellas han llamado la atención porque su nitidez revela desde galaxias muy lejanas, en el universo primitivo, hasta el nacimiento de estrellas en nuestra Vía Láctea.

Sin embargo, el sucesor del Hubble no hubiese logrado una alta definición de sus imágenes solo por su óptica, sino que también goza de una ubicación única en el espacio.

Lagrange 2 (L2), el hogar del James Webb

A diferencia de los satélites terrestres, el telescopio JWST se encuentra orbitando el Sol a 1,5 millones de km de nuestro planeta.

Para ser más precisos, se ubica en el punto dos de Lagrange (L2), una zona estratégica donde la gravedad conjunta del Sol y la Tierra equilibra la órbita de un tercer objeto menos masivo.

El lado frío del telescopio (donde se ubican los espejos) apuntan hacia las afueras del sistema solar y, por esa razón, permanecen a una temperatura de -233 °C. Esto es lo suficientemente frío para registrar las luces más débiles y lejanas y no tener cerca una gran fuente de radiación.

Mantenerse a esa temperatura es posible gracias a su grueso parasol, ubicado en el lado caliente del telescopio (una temperatura de 80 °C), donde están los paneles solares que le brindan energía.