El universo en una nueva dimensión

Objetos astronómicos aparecen con un detalle sin precedentes en las primeras imágenes del Telescopio James Webb

11. Julio 2022

Seis meses después de su lanzamiento, el telescopio James Webb ha entregado sus primeras imágenes. Muestran fascinantes destellos de galaxias distantes, así como escenarios turbulentos del nacimiento y la muerte de estrellas. Además, el observatorio espacial ha capturado el espectro de un exoplaneta. "Todo se ve fantástico e incluso supera nuestras altas expectativas", dice Oliver Krause del Instituto Max Planck de Astronomía en Heidelberg. Allí, su equipo había desarrollado y construido componentes importantes para el hardware en los últimos años.

Cuna de las estrellas: lo que parece una cordillera escarpada es en realidad una región de la Nebulosa Carina donde nacen nuevos soles.

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Cuna de las estrellas: lo que parece una cordillera escarpada es en realidad una región de la Nebulosa Carina donde nacen nuevos soles.

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Una de las imágenes muestra el espectro de WASP-96b. Este planeta gaseoso, a 1150 años luz de distancia, tiene la mitad del tamaño de Júpiter y orbita su estrella madre una vez cada tres días y medio. "Se puede ver cuanto mejor es la precisión de medición del telescopio al compararlo con sus predecesores como Spitzer o Hubble", dice Maria Steinrück. El científico trabaja en las atmósferas de exoplanetas en el Instituto Max Planck de Astronomía, un campo de investigación al que se espera que el telescopio espacial dé un impulso completamente nuevo. "En el futuro, el telescopio James Webb permitirá determinar la composición de las atmósferas de exoplanetas que antes eran demasiado pequeños o demasiado fríos".

Quinteto de Stephan, un conjunto de cinco sistemas de la Vía Láctea Aumentar imagen
Quinteto de Stephan, un conjunto de cinco sistemas de la Vía Láctea

Las galaxias son el motivo principal en la imagen del Quinteto de Stephan, un conjunto de cinco sistemas de la Vía Láctea descubiertos por el astrónomo francés Edouard Stephan en 1877 en la constelación de Pegaso. El grupo de cinco, a una distancia de 290 millones de años luz, está bastante cerca, y los miembros se influyen entre sí debido a su gravedad. El gas se arremolina y nacen nuevas estrellas todo el tiempo. "Lo especial no es solo la claridad y nitidez de la imagen", dice Oliver Krause. En la foto, los alrededores del quinteto de Stephan aparecen en una vista dramática. "Muchos procesos astrofísicos se reflejan allí, que ahora se pueden estudiar con una precisión sin precedentes".

La riqueza de detalles previamente desconocida y la dinámica única también se revelan en las imágenes de la Nebulosa del Anillo Sur y la Nebulosa Carina. Mientras que el primero anuncia la muerte de una estrella, el segundo se asemeja a una sala de parto cósmico en la que cientos de soles dan a luz. Ambos objetos celestes pertenecen a nuestra Vía Láctea.


Ventana al pasado: la luz emitida por algunas de las galaxias en esta imagen ha estado viajando durante más de 13 mil millones de años.

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Ventana al pasado: la luz emitida por algunas de las galaxias en esta imagen ha estado viajando durante más de 13 mil millones de años.

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La riqueza de detalles previamente desconocida y la dinámica única también se revelan en las imágenes de la Nebulosa del Anillo Sur y la Nebulosa Carina. Mientras que el primero anuncia la muerte de una estrella, el segundo se asemeja a una sala de parto cósmico en la que cientos de soles dan a luz. Ambos objetos celestes pertenecen a nuestra Vía Láctea.

Las fortalezas del nuevo observatorio de diez mil millones de dólares también se encuentran en las profundidades del espacio. Por ejemplo, ha puesto su mirada en el cúmulo de galaxias SMACS 0723, que actúa como una lente gravitacional. El cúmulo de galaxias en primer plano enfoca y distorsiona la luz de los objetos mucho más distantes detrás de él. Estos aparecen como si fueran a través de una lupa. Debido a que la luz tarda en viajar a través del cosmos, los telescopios actúan como máquinas del tiempo: observar los cuerpos celestes a una gran distancia, por lo tanto, siempre significa mirar hacia el pasado. De esta manera, "James Webb" ilumina los primeros días del universo.

Un telescopio con un sistema modular

Mucho podría haber salido mal en los últimos seis meses: los expertos habían identificado no menos de 344 fuentes cruciales de error antes del lanzamiento en navidad de 2021. Oliver Krause los llama "fallas de un solo punto". Él y su grupo en Heidelberg no solo suministraron componentes para el telescopio espacial, sino que también siguieron y acompañaron intensamente el trabajo preparatorio durante los últimos seis meses.


Final ardiente: habiendo llegado al final de su vida, una estrella sopla su atmósfera gaseosa en el espacio, creando esta Nebulosa del Anillo Sur.

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Final ardiente: habiendo llegado al final de su vida, una estrella sopla su atmósfera gaseosa en el espacio, creando esta Nebulosa del Anillo Sur.

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Porque el camino desde el lanzamiento hasta un telescopio listo para usar fue extremadamente complejo. El Telescopio Espacial James Webb fue prácticamente enviado al espacio como un kit de construcción. Las dos estructuras más importantes literalmente tuvieron que desplegarse primero: el escudo solar de cinco capas del tamaño de una cancha de tenis y el espejo principal que consta de 18 panales con un diámetro de seis metros y medio.

Durante el desembalaje, los ingenieros y técnicos tuvieron que confiar en que todos los procesos mecánicos fueran precisos y libres de errores. Por ejemplo, se utilizaron 107 pernos y resortes para el parasol, y los segmentos hexagonales de berilio del espejo principal fueron empujados a las posiciones correctas a la millonésima de milímetro más cercana por un total de más de cien motores pequeños. Si una parte se hubiera enganchado, nadie habría podido intervenir directamente.

Durante esta primera fase, que duró unos tres meses, el telescopio de 21 metros se enfrió a su temperatura de funcionamiento de menos 230 grados centígrados. Sus cuatro instrumentos científicos son aún más fríos, hasta los 267 grados centígrados bajo cero. Además, "James Webb" fue maniobrado suavemente hacia su puesto de observación, Lagrange Point L2. "Esta ubicación permite posicionar el sol, la tierra y el telescopio como si estuvieran encadenados a una cadena de perlas, lo que permite que el telescopio siempre mire al espacio a la sombra del escudo protector", dice Oliver Krause.

Sin embargo, el observatorio espacial no está estacionario en el punto de Lagrange a un millón y medio de kilómetros de la Tierra, sino que lo orbita en un camino cuyo diámetro es mayor que la distancia entre la Tierra y la Luna. Tal viaje dura medio año, y las boquillas de control del telescopio tienen que garantizar una coreografía precisa.

En los últimos tres meses, los cuatro instrumentos de observación se han puesto en funcionamiento y los comandos se han enviado incesantemente al telescopio desde el centro de control en Baltimore, Estados Unidos.

Las pruebas, los datos y las primeras imágenes de las últimas semanas ya se veían excelentes. Mientras la tensión aumentaba en Oliver Krause y todos sus colegas, el telescopio James Webb finalmente agudizó sus "ojos" y miró hacia el universo con total agudeza visual.

Hoy, se publicaron las primeras imágenes de galaxias y nebulosas cósmicas, así como el espectro de un exoplaneta. "¡No puedo creer que haya llegado el día! Incluso antes de comenzar mi doctorado en 2016, todos hablaban de cómo no podían esperar para ver los primeros datos de James Webb", dice Maria Steinrück. Se espera que el observatorio estadounidense-europeo en el espacio funcione hasta veinte años, tiempo suficiente para muchos descubrimientos sorprendentes.