Este artículo está dedicado al Telescopio Espacial James Webb. Hoy en día, en todos los medios de comunicación, se publican muy a menudo noticias e imágenes, relacionadas con este novedoso telescopio espacial, al que nos referiremos en lo sucesivo por las siglas de su denominación en inglés: JWST (James Webb Spatial Telescope).
Su construcción comenzó en 2010. Se lanzó al espacio en un cohete Ariane 5, 11 años más tarde, el 25 de diciembre de 2021. Entró en servicio el 12 de julio de 2022. Se le calcula una vida operativa de unos 20 años.
Figura 1: El JWST
Comenzaremos por una descripción de las 3 partes de que consta:
1) El telescopio propiamente dicho. 2) La capa aislante del calor solar. 3) La parte inferior.
1) En la Figura 1, arriba, vemos el Telescopio. Como todos los grandes telescopios, el JWST está compuesto por dos espejos curvos:
- El gran espejo primario, formado por 18 placas hexagonales, fabricadas en boro (material muy ligero), recubiertas de oro (para que reflejen perfectamente la luz infrarroja). Con sus 6,5 m. de diámetro, y 25 m2 de superficie, capta muchísima luz procedente del espacio, toda la cual la refleja y la dirige hacia el espejo secundario.
- El pequeño espejo secundario (de 0,75 m. de diámetro), está situado frente al espejo primario; lo sujetan los tres largos puntales (de 7,62 m cada uno) que vemos en la Fig. 1. Este pequeño espejo recibe y concentra toda la luz que ha captado el gran espejo primario, y la envía a los 4 detectores de infrarrojos que vemos en la parte inferior del observatorio, desde donde son transmitidos sus datos hacia la Tierra.
2) La capa aislante: En la Figura 1 vemos también, interpuestas entre los espejos del telescopio y los instrumentos detectores que acabamos de comentar, 4 grandes capas superpuestas, de un material muy especial, extraordinariamente aislante, cuya misión es no dejar pasar hacia los espejos del telescopio absolutamente nada del calor que reciben, procedente del Sol. Se les llama “los parasoles”. Para que este telescopio funcione de manera óptima, sus espejos deben estar siempre a una temperatura que no supere los ¡220 ºC bajo cero! O sea, que la parte baja del JWST debe estar siempre mirando hacia el Sol; pero su parte alta, es decir, el Telescopio propiamente dicho, siempre está apuntando en la dirección opuesta, protegido de la luz solar por los parasoles, para así poder estar enormemente frío.
3) La parte inferior del JWST contiene los 4 detectores de infrarrojos ya mencionados. Además, tiene unos paneles solares fotovoltaicos que le proporcionan la energía eléctrica necesaria para que funcione correctamente todo el conjunto, para gestionar las instrucciones que recibe desde nuestro la Tierra, y para enviar sus datos a nuestro planeta.
El antecesor del JWST fue el telescopio espacial Hubble, lanzado en 1990. Su espejo primario es mucho menor; tiene un radio de 2,4 m. Está en órbita alrededor de la Tierra, a 547 km de altura.
El JWST está situado a una distancia mucho mayor, a una distancia enorme: un millón y medio de kilómetros del planeta Tierra (mucho más lejos aún que la Luna, que está a unos 384.000 Km), en un punto al que los astrónomos llaman “segundo punto de Lagrange”, en el cual se equilibran perfectamente las atracciones gravitatorias del Sol, de la Tierra y de la Luna, por lo que el JWST va siguiendo continuamente a la Tierra en su órbita alrededor del Sol. Como se ha dicho antes, siempre está con su lado inferior apuntando hacia el Sol, y con su telescopio siempre apuntando en la dirección opuesta.
La sensibilidad de los detectores de infrarrojos del JWST es extraordinaria; pueden captar imágenes con una nitidez asombrosa.
Veamos un ejemplo: hace ya mucho tiempo, en el año 1054, se vislumbró una extraordinaria y deslumbrante explosión en el cielo (los científicos las llaman “Explosiones de Supernova”) que durante dos años fue el objeto estelar más brillante de todo el cielo nocturno (más aún que la Luna). Después, se fue apagando progresivamente.
Hoy, casi mil años después, a los restos de aquella explosión, se les conoce popularmente como “La nebulosa del cangrejo”. Están a unos 6.500 años luz de distancia y ya no se pueden ver a simple vista; aunque sí con unos buenos prismáticos o con un pequeño telescopio. Su imagen se parece a nube difusa (Figura 2).
Figura 2: Arriba, “La nebulosa del cangrejo”, vista con un telescopio ordinario.
La Figura 3 nos muestra otra imagen de dicha nebulosa; esta vez, obtenida con el telescopio terrestre más potente que existe.
Figura 3: La mejor imagen óptica existente de la “nebulosa del cangrejo”
La Figura 4 es otra imagen de la citada “Nebulosa del cangrejo”, obtenida por el JWST.
Figura 4: Imagen obtenida por el JWST, de la “nebulosa del cangrejo”. Revela la existencia de “radiación de sincrotrón”, antes desconocida.
Este telescopio también es capaz de obtener datos procedentes de galaxias inimaginablemente lejanas, que proporcionan a los astrónomos pistas muy valiosas para desentrañar cada vez más y más secretos sobre la composición, el origen y la evolución de nuestro universo. En la Figura 5 vemos una espectacular imagen de varias galaxias, captada por el JWST, que están situadas tan lejos, que son inaccesibles incluso a los más potentes telescopios situados en la superficie terrestre.
Figura 5: Galaxias enormemente lejanas, situadas en los confines del Universo
En la Figura 6 vemos la imagen de otra zona más cercana del universo, situada a unos 6.500 años luz, conocida como “Los pilares de la creación”, en la que se están formando muchas estrellas nuevas. Esta zona es absolutamente invisible para los telescopios terrestres. La fotografía de la izquierda la captó el telescopio espacial Hubble; la de la derecha, el JWST; esta última es mucho más nítida, y además muestra que esta zona es bastante más transparente de lo que se creía anteriormente.
Figura 6: Los “Pilares de la creación”
Como parece lógico, enviar semejante telescopio al espacio, tan enormemente lejos, con una masa de 6.500 Kg, que se tuvo que lanzar plegado y que requirió una tecnología especialísima para poderlo desplegar y poner a punto correctamente, mientras se le daban órdenes desde la Tierra, supuso un gasto enorme. Además, sus 4 detectores (en uno de ellos tuvo España una participación importante) tienen una tecnología tan sofisticada que son únicos, tanto por sus increíbles prestaciones, como por su abultadísimo precio.
El JWST es una auténtica maravilla desde el punto de vista tecnológico, pero también ha sido una maravilla carísima: ha costado cerca de 10.000 millones de dólares, que han sido sufragados conjuntamente por la NASA (Agencia espacial de los EEUU), la ESA (Agencia espacial europea, en la que participa España), la CSA (Agencia espacial canadiense), así como por algunas otras instituciones públicas norteamericanas.
Y ahora surge la pregunta que probablemente se haya hecho ya usted mismo: Los astrónomos y astrofísicos disponen actualmente de telescopios potentísimos situados en nuestro planeta Tierra (por ejemplo, los famosos telescopios del Instituto Astrofísico de Canarias en la isla de La Palma, que se cuentan entre los mejores del mundo). Estos telescopios terrestres no necesitan el enorme gasto que supuso poner en operación el JWST, al tener que lanzarlo al espacio exterior, tan lejos; además, con una instrumentación especialísima y muy cara. Por otra parte, como se ha dicho, ya desde 1990 había un Telescopio espacial en órbita, el Hubble, que es mucho más modesto y está a una altura muchísimo menor que el JWST, pero que no fue tan enormemente caro.
¿Hay alguna poderosa razón para que los gobiernos de los países antes citados dieran su autorización para efectuar un desembolso tan enorme, al objeto de que los científicos puedan disponer de este nuevo telescopio espacial? La respuesta a esta importante pregunta la veremos en la parte (2) siguiente.
Autor : Enrique Garralaga Robres.
NOTA : El proximo sábado 20 de abril, publicaremos la segunda parte.
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