Ciencia

Los 4 secretos del universo que revelará James Webb, el telescopio espacial más poderoso de la historia

La NASA lanzó este 25 de diciembre el telescopio espacial más potente construido por la humanidad, con un costo de 10.000 millones de dólares. Nuestro conocimiento del universo está a punto de cambiar para siempre.

Ya en el espacio, el telescopio James Webb desacopló sus paneles para comenzar a operar con energía solar. Vídeo: NASA
Bruno Cueva V.

El telescopio espacial James Webb (JWST) fue lanzado este 25 de diciembre a las 7.20 a. m. (hora del este) desde el Puerto Espacial de Kourou, ubicado en la Guyana Francesa y administrado por el Centro Nacional de Estudios Espaciales, la ESA y Arianespace. Descrita por la NASA como la “máquina del tiempo” más poderosa jamás construida por la humanidad, su operación promete remecer nuestro conocimiento del universo para siempre.

Este sucesor del icónico Hubble “examinará cada fase de la historia cósmica: desde los primeros destellos luminosos después del Big Bang hasta la formación de galaxias, estrellas, planetas y nuestro propio sistema solar”, según un comunicado de prensa de la agencia espacial estadounidense.

El telescopio espacial James Webb viajó acoplado a un cohete de la empresa francesa ArianeSpace este 25 de diciembre. Foto: NASA / ESA / Canadian Space Agency / ArianeSpace

Para comprender mejor los detalles de la misión, cuyo costo total bordea los 10.000 millones de dólares, sus objetivos científicos se han agrupado en cuatro temas sobresalientes:

El fin de las edades oscuras: cuando se hicieron las primeras luces

El telescopio James Webb fue diseñado para ver las primeras luces del universo, pero, ¿cómo podrá conseguirlo?

Las luces de las estrellas antiguas emiten sus resplandores en longitudes de color rojo; lo cercano, en contraste, se distingue en tonalidades azules. Mientras más rojas sean, más alejadas se encuentran de nosotros; y si James Webb ‘se asoma’ a las vastas profundidades, alcanzará a retratarnos las etapas iniciales del cosmos, luego del Big Bang, es decir, entre los primeros 100 y 250 millones de años.

Como el espacio-tiempo se expande sin tregua, observar ese retazo de la historia se va convirtiendo en un anhelo cada vez más complicado, pese a la carrera constante de la exploración cosmológica.

Esta imagen representa la historia de la formación del universo y cómo James Webb la 'espiará hasta acercarse al Big Bang. Foto: Space Telescope Science Institute (STSci)

Por ello, la “poderosa máquina del tiempo” cuenta con visión infrarroja, la cual le permitirá detectar la luz errante de 13.500 millones de años atrás, cuando el universo primitivo empezaba a abandonar la oscuridad.

Este concepto involucra la Teoría de la relatividad general de Einstein: las longitudes de onda se estiran a medida que el espacio también lo hace. Como consecuencia inmediata, las galaxias se siguen distanciando las unas de las otras. Dentro de millones de años habrá zonas ‘vacías’ entre los cúmulos y las misiones especulativas de migración interestelar se aletargarían.

El ensamblaje de galaxias

Buscamos comprender cómo se organiza la materia a gran escala. No hay nada mejor que echarle un vistazo a las galaxias lejanas con la sensibilidad infrarroja del JWST y comparar a las más jóvenes y débiles con las espirales y elípticas actuales. Así lograremos conocer, capítulo a capítulo, como fotografías diarias de un nonato, el ensamble de estas aglomeraciones de estrellas durante miles de años; revelaremos la ‘fórmula mágica’ de la evolución universal.

Los astrónomos creen que las galaxias masivas al menos han sufrido una fusión desde que el universo tenía 6.000 millones de años.

Las elípticas gigantes se habrían formado producto del choque de dos galaxias similares. No siempre tuvieron ese aspecto.

La imagen impresionante de la galaxia espiral NGC 3344 fue capturada por el telescopio Hubble y posee la mitad del tamaño de la Vía Láctea, el vecindario local. Este es un adelanto de lo que puede llegar a entregarnos el James Webb.

NGC 3344 es una galaxia relativamente aislada ubicada a 22,5 millones de años luz de distancia en la constelación de Leo Minor. Foto: ESA / Hubble & NASA

Ahora tendremos la oportunidad de observar galaxias muy distantes con tendencia a ser “pequeñas y grumosas”, de acuerdo con la NASA. Además, la sonda ayudará a rastrear los efectos de la materia oscura o “el andamiaje del universo”.

Nacimiento de estrellas y sistemas protoplanetarios

Las nubes masivas de polvo son un obstáculo muy molestoso para el trabajo de las sondas enviadas al espacio, pero el telescopio James Webb verá a través de ellas. De esta manera, las estrellas y los sistemas planetarios detrás de esos lugares cubiertos de materia enceguecedora podrán ser detectados.

En los Pilares de la Creación en la Nebulosa del Águila, a 7.000 años luz de la Tierra, sucede este fenómeno. Si bien Hubble nos ofreció la imagen de su majestuosidad, allí se ocultan viveros estelares, por lo que el espectáculo no se entregó por completo. Ante este déficit, la sonda James Webb ha sido potenciada 100 veces más que su antecesor.

Esta imagen de los Pilares de la creación ​fue tomada el 1 de abril de 1995 y la nombraron una de las diez mejores fotografías del Hubble por Space.com. Foto: NASA / Jeff Hester / Paul Scowen

Asimismo, sus capacidades de espectroscopía nos darán la oportunidad de apreciar el nacimiento de las estrellas y sus discos de material caliente que las encierran. Esa es la etapa que indica el comienzo de los sistemas planetarios barriendo el gas y polvo de sus órbitas, y reclamando un asentamiento propio.

Sistemas planetarios y los orígenes de la vida

“Webb nos contará más sobre las atmósferas de los planetas extrasolares —o exoplanetas (mundos fuera de nuestro sistema solar)— y tal vez incluso encuentre los componentes básicos de la vida en otras partes del universo. Además de otros sistemas planetarios, Webb también estudiará objetos dentro de nuestro propio sistema solar”, comenta la NASA.

El JWST también usará el método de tránsito planetario.

El término tránsito planetario se refiere al paso de un planeta por delante de su estrella madre. Se considera el método más efectivo a la fecha para detectar mundos extrasolares.

Esta animación muestra cómo una caída en el brillo observado de una estrella puede indicar la presencia de un planeta que pasa frente a ella. Foto: Centro de vuelos espaciales Goddard de la NASA

Otros telescopios terrestres colaborarán con Webb “midiendo la oscilación estelar producida por el tirón gravitacional de un planeta”.

“El objetivo final de la búsqueda es encontrar planetas orbitando en la zona habitable de su estrella, donde es posible que exista agua líquida y quizás incluso vida”, describe la agencia espacial estadounidense.

A grandes rasgos, estas son las labores de James Webb. ¿Estaremos preparados por si la sonda nos remite información que eche por tierra algunas creencias actuales?