(CNN) – Durante décadas se ha estado preparando este momento. El lanzamiento del telescopio espacial James Webb, el principal observatorio de la NASA para la próxima década, está previsto para el 18 de diciembre desde la Guyana Francesa.
El telescopio superó años de retrasos, que incluyeron una combinación de factores provocados por la pandemia y los desafíos técnicos. Ahora, el observatorio espacial complejo más poderoso del mundo responderá preguntas sobre nuestro sistema solar, estudiará exoplanetas de formas nuevas y permitirá una observación más profunda del universo de la que hemos sido capaces hasta ahora.
Webb observará las atmósferas de los exoplanetas, algunos de los cuales son potencialmente habitables, y podría descubrir pistas en la búsqueda actual de vida fuera de la Tierra.
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¿Cómo está equipado el telescopio Webb?
El telescopio viene equipado con un espejo que puede extenderse 6,5 metros. Esta longitud enorme permitirá que el espejo recoja más luz de los objetos que observa una vez que el telescopio esté en el espacio. Y cuanta más luz pueda captar el espejo, más detalles podrá observar el telescopio.
El espejo incluye 18 segmentos hexagonales recubiertos de oro, cada uno de 1,32 metros de diámetro.
Es el espejo más grande jamás construido por la NASA, dijo la agencia, pero su tamaño creó un problema único. El espejo era tan grande que no cabía dentro de un cohete. Así que diseñaron el telescopio como una serie de partes móviles que se pueden plegar al estilo de un origami. Caben dentro de un espacio de 5 metros para su lanzamiento.
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Cada telescopio espacial se construye con base en los conocimientos adquiridos con el anterior. En el caso de Webb, su espejo es casi 60 veces más grande que los de telescopios espaciales previos, como Spitzer. El observatorio también tiene una mejora en cuanto a sensibilidad y resolución en comparación con el telescopio espacial Hubble.
Webb actuará como un detective de infrarrojos, detectando luz que resulta invisible y revelando regiones del espacio que de otro modo estarían ocultas, según la NASA.
El telescopio se imaginó en una primera instancia como un sucesor del Hubble. Su concepto surgió en un taller en 1989 y la construcción comenzó en 2004. Desde entonces, miles de científicos, técnicos e ingenieros de 14 países han pasado 40 millones de horas construyendo el telescopio.
Ahora, el Webb está listo para ayudarnos a comprender los orígenes del universo y comenzar a responder preguntas clave sobre nuestra existencia, como de dónde venimos y si estamos solos en el cosmos.
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Lo que verá el telescopio Webb
El telescopio Webb observará cada fase de la historia cósmica, incluidos los primeros destellos después del big bang que creó nuestro universo y la formación de las galaxias, estrellas y planetas que lo ocupan hoy. Sus capacidades permitirán al observatorio responder preguntas sobre nuestro propio sistema solar e investigar las señales débiles de las primeras galaxias formadas hace 13.500 millones de años.
Los objetivos científicos del Webb son ambiciosos, y científicos de todo el mundo utilizarán el tiempo asignado con el telescopio para observar y analizar un espectro amplio de planetas, agujeros negros, galaxias, estrellas y la estructura del universo en sí misma.
Un foco clave es la formación y evolución de los planetas, tanto en nuestro sistema solar como de la gran población de planetas que habitan fuera de él. De particular interés son los planetas ubicados dentro en la zona habitable de las estrellas, una región orbital donde un planeta tiene la temperatura adecuada para soportar la presencia de agua líquida en su superficie, lo que sugiere que podría albergar vida tal como la conocemos.
Spitzer, así como la misión TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) de la NASA de búsqueda de planetas que se encuentra en curso, han ayudado a los científicos a establecer los objetivos para el seguimiento de Webb, incluidos algunos de los “grandes éxitos” de Spitzer. El Webb podrá caracterizar a los exoplanetas, yendo más allá de las capacidades del Spitzer para medir cuán grande es un planeta y observar los intrincados detalles de cómo se ven.
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En febrero de 2017, por ejemplo, un grupo de astrónomos anunció que había descubierto siete planetas del tamaño de la Tierra que orbitaban una estrella a 40 años luz de la Tierra. Con la ayuda del Splitzer, se enconró a los siete exoplanetas en formación cerrada alrededor de una estrella enana ultrafría llamada TRAPPIST-1. Todos los planetas llevan el nombre de TRAPPIST, que los investigadores tomaron prestado de su cerveza favorita.
Uno de los objetivos planeados para el Webb es TRAPPIST-1e, que podría soportar el agua líquida en su superficie. Encontrar agua también podría sugerir el potencial de vida. Otro objetivo para los comienzos de la misión es WASP-18b, un “Júpiter caliente” con atmósfera, según la NASA.
El telescopio Webb también está bien equipado para arrojar luz sobre los misterios de la formación de planetas.
Partiendo del trabajo del Spitzer en el estudio de las enanas marrones —objetos demasiado grandes para ser planetas pero demasiado pequeños para ser estrellas—, Webb puede examinar más de cerca las propiedades de sus nubes.
El telescopio dará un vistazo más de cerca a una selección de exoplanetas para observar el interior de sus atmósferas, si las tienen, y ayudar a responder preguntas sobre cómo se formaron y evolucionaron los planetas. Sus datos espectroscópicos pueden indicar a los científicos si hay metano, dióxido de carbono o monóxido de carbono en la atmósfera. Los gases de estas atmósferas alienígenas podrían revelar los componentes básicos de la vida.
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Otros objetos de interés para la campaña científica inicial son la observación del agujero negro supermasivo situado en el centro de la Vía Láctea, los sistemas planetarios en formación, los cuásares brillantes situados en el centro de las galaxias y los restos de la formación de nuestro sistema solar conocidos como objetos del cinturón de Kuiper, como Plutón y su luna Caronte.
Esta ilustración muestra los planetas del sistema Trappist-1.
Lo que puede hacer el telescopio
Con todos sus superlativos, diseñar el Webb fue un desafío extraordinario.
El observatorio se compone de tres elementos principales.
Uno es el Módulo de instrumentos de ciencia integrada, que contiene el conjunto de cuatro instrumentos de Webb. Estos instrumentos se utilizarán principalmente para capturar imágenes o espectroscopía, dividiendo la luz en diferentes longitudes de onda para determinar los componentes físicos y químicos.
El elemento del telescopio óptico, el ojo principal del observatorio, incluye los espejos y la placa posterior, o columna, que soporta los espejos. Y luego está el elemento de la nave espacial, que incluye el bus satelital y el parasol.
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El bus incluye los seis subsistemas principales necesarios para operar la nave espacial, incluida la propulsión, la energía eléctrica, las comunicaciones, los datos y los controles térmicos.
Así es como se ve el parasol al estar desplegado.
El parasol de cinco capas se despliega hasta alcanzar el tamaño de una cancha de tenis y protegerá al espejo gigantesco y los instrumentos del Webb del calor del sol, ya que deben mantenerse a una temperatura muy fría de -188 grados Celsius para funcionar.
Los avances utilizados en el diseño y la construcción del telescopio tienen beneficios incluso para los que estamos en la Tierra. Una técnica desarrollada para medir con rapidez y precisión los espejos para poder pulirlos se ha adaptado para los cirujanos que realizan la cirugía ocular LASIK, ya que crea mapas de alta definición de los ojos de los pacientes.
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Para cuándo esperar las primeras imágenes del telescopio Webb
Si has escuchado hablar de los “siete minutos de terror” cuando el rover Perseverance aterrizó en Marte, el equipo del Webb tiene un período de espera mucho más largo y agotador. La agencia se ha referido a él como “29 días al límite”.
Tras el lanzamiento desde la Guayana Francesa, el observatorio viajará durante aproximadamente un mes hasta alcanzar una órbita a 1,6 millones de kilómetros de la Tierra. Durante esos 29 días, Webb desplegará sus espejos y el parasol. En este proceso intervienen miles de piezas que deben funcionar perfectamente en la secuencia correcta.
Afortunadamente, cada paso puede ser controlado desde tierra en caso de que haya problemas.
Y luego pasará por un periodo de puesta en marcha en el espacio que dura seis meses, que implica el enfriamiento de los instrumentos, la alineación y la calibración. Todos los instrumentos pasarán por un proceso de comprobación para ver cómo están funcionando.
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A continuación comenzará a recoger datos y sus primeras imágenes, para entrado 2022. Miles de científicos han estado esperando durante años para ver lo que el Webb puede mostrarnos.
Esta imagen muestra un modelo a escala real del telescopio James Webb en el evento South by Southwest en Austin.
“El año inicial de las observaciones del Webb proporcionará la primera oportunidad para que una gama diversa de científicos de todo el mundo observen objetivos particulares con el próximo gran observatorio espacial de la NASA”, dijo Thomas Zurbuchen, administrador asociado de la Dirección de Misiones Científicas de la NASA, en un comunicado. “La ciencia sorprendente que se compartirá con la comunidad global será audaz y profunda”.
Martes / 22:30 / CNN Chile
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