El Telescopio espacial James Webb (3) . Autor : Enrique Garralaga Robres

A finales del siglo XIX, la ciencia y la técnica habían avanzado tanto, que algunos escritores, como Julio Verne, se atrevían a sugerir que algún día el hombre sería capaz de abandonar nuestro planeta y viajar al espacio exterior. En el siglo XX se iba generalizando la idea de la proximidad de la “era espacial”, aunque aún se le veía como algo lejano. Hoy en día todavía no es una realidad, pero se le percibe como algo ya muy próximo. Es muy lógico que el estudio de nuestro entorno extraterrestre, tanto por el interés puramente científico, como por la proximidad de la “era espacial” haya cobrado en nuestros días un auge extraordinario.

Escudriñar el espacio exterior, es algo que hasta hace poco tiempo solo podía hacerse mediante los telescopios ópticos. Pero ya vimos en la parte (2) de este artículo que el JWST “ve” la luz infrarroja, y como además está situado a una altura increíble y tiene una sensibilidad extraordinaria, nos ha proporcionado ya descubrimientos muy importantes. Y esto es solamente un pequeño anticipo de lo que se espera de él en los años venideros. En esta parte (3) comentaremos su contribución, hasta el momento presente, al conocimiento de los planetas pertenecientes a otras estrellas, llamados “exoplanetas”.

Antes de dedicarnos a los exoplanetas, no estará de más exponer al lector un breve resumen de los diferentes tipos de “ventanas” de que disponen hoy en día los científicos para poderse “asomar” al cosmos:

No solo están los telescopios ópticos, es decir los que trabajan con luz visible, sino también los de infrarrojos: el JWST trabaja en el “Infrarrojo cercano”. También está el “Very Large Array Telescope” (de propiedad internacional, instalado a 5.200 m. de altura en el desierto de Atacama, en Chile) que trabaja en el “Infrarrojo lejano”, y los telescopios detectores de ondas de radio. Por lo que respecta a las ondas electromagnéticas de longitud de onda más corta que la luz visible, ya existen telescopios de luz ultravioleta, de rayos X y de rayos gamma, algunos de ellos en órbita alrededor de nuestro planeta.

Figura 11: El observatorio “Atacama Very Large Array Telescope”, conjunto de 66 radiotelescopios de 12 m. de diámetro

Todos los anteriores telescopios trabajan con ondas electromagnéticas. Pero además, existen instrumentos para detectar unas extrañas partículas elementales llamadas “neutrinos” (uno de ellos está situado en el antiguo túnel ferroviario de Canfranc, en Huesca). También existe instrumentación adecuada para detectar y analizar muchas otras partículas elementales procedentes del espacio exterior: electrones, protones, positrones, etc.

Lo más novedoso son las instalaciones que detectan las llamadas “ondas gravitatorias”, desde 2016. Han Captado las “huellas” dejadas millones de años atrás por los choques entre dos “agujeros negros”, sucesos que desprendieron una energía casi inimaginable.

Figura 12: Este observatorio de ondas gravitatorias está formado por dos tubos perpendiculares, de 4 km cada uno, recorridos por un haz laser, que interaccionan en el edificio instalado en el vértice del ángulo recto. Está situado en Hanford (USA)

Exoplanetas.- La luz viaja a la increíble velocidad de ¡300.000 Km por segundo! Si en solamente un segundo recorre semejante distancia, fácil es imaginar lo enorme que será la distancia recorrida por la luz en todo un año. A esa distancia: unos ¡9,5 millones de millones de km!, se le llama “Un año luz”.

La estrella más próxima a nosotros está a más de 4 años luz de distancia. Los telescopios ópticos pueden llegar a ver estrellas que están a distancias incluso algo mayores, pero lógicamente las imágenes de esas estrellas, y con mayor razón aún, las de los planetas que orbitan a su alrededor, son extremadamente débiles. Fue en la década de 1990 cuando se pudieron observar los primeros exoplanetas. Hoy ya se han catalogado casi 6.000.

Figura 13: Un exoplaneta (mancha negra) pasa por delante de su estrella.

Con los telescopios de luz visible más potentes, es posible detectar un exoplaneta solamente cuando, en su viaje alrededor de la estrella que lo alberga, se da la casualidad de que se encuentra como en la Figura 13; es decir, cuando ocupa una posición tal que se interpone en la línea de visión que va directamente desde nuestro telescopio a la estrella.

Vista así, la imagen del exoplaneta, tan débil y tan oscura, apenas nos puede aportar información más allá de su propia existencia y de su tamaño. Los exoplanetas no tienen luz propia; reciben luz de su estrella y la reflejan; por lo que están mucho más fríos. En esas condiciones, emiten muy poca luz visible, pero mucha más luz infrarroja. Como el JWST “ve” en infrarrojo, es un instrumento ideal para observar exoplanetas, que está aportando a los científicos muchísima información, antes desconocida.

Para la observación de los exoplanetas, el JWS utiliza también una técnica complementaria llamada “Coronografía”, que consiste en lo siguiente: Imagínese usted que ha entrado en una habitación, cuyo techo le han dicho que está decorado con unas pinturas muy bonitas. Pero es de noche, y en esa habitación hay una bombilla encendida en el centro del techo, que le deslumbra y le impide ver bien las pinturas. Una solución inmediata es levantar su mano y colocarla de modo que le tape la bombilla. Así, al no estar deslumbrado, podrá usted ver mejor las pinturas del techo.

La “coronografía” funciona de igual manera. El JWST capta una imagen completa (en infrarrojo, por supuesto) de la estrella y de su exoplaneta, tal como la de la Figura 13. A continuación la transmite a La Tierra, donde un ordenador, que ha analizado cuál es el espectro de la luz emitida por la gran estrella brillante, elimina toda su luz, por lo que nos quedaremos solamente con la luz infrarroja emitida por el pequeño exoplaneta, al que en estas condiciones, “se le ve” mucho mejor.

Fue así como el JWST detectó un exoplaneta por primera vez. Volvamos a observar la Figura 13. En ella vemos al pequeño exoplaneta, situado delante de la gran estrella brillante. Cuando esta imagen se recibe en la Tierra, un ordenador le aplica la coronografía, por lo cual desaparecerá completamente la estrella, quedándonos solo con la imagen del pequeño exoplaneta (Figura 14).

Figura 14: Primera detección de un exoplaneta por el JWST.

En la Figura 14 vemos, no solo una, sino 4 imágenes (en 4 longitudes de onda infrarrojas diferentes) del exoplaneta, obtenidas por el JWST. La pequeña estrellita indica la posición que ocupaba el centro de la gran estrella de la Figura 13, cuya luz ha sido eliminada al aplicar la coronografía. El análisis de la luz infrarroja emitida por el exoplaneta, obtenida por las 4 cámaras del JWST, tan nítida, y además en 4 longitudes de onda infrarroja diferentes, proporciona a los científicos una increíble cantidad de valiosos datos sobre su atmósfera, temperatura, densidad, composición química, velocidad, etc.

A esa primera detección y estudio de un exoplaneta, le han seguido muchas más. Con un instrumento de observación exoplanetaria tan potente como el JWST, cabe hacerse la pregunta de qué nos ha aportado hasta la fecha sobre detección de vida extraterrestre.

Los científicos están esperanzados con encontrar pronto vida extraterrestre. Su razonamiento se basa en que aunque las condiciones para que exista vida en un exoplaneta sean tan exigentes como para que, por ejemplo, solamente uno entre cada 1000 millones de millones de exoplanetas sea habitable, hay una cantidad tan brutalmente alta de estrellas en el cosmos, cada una de las cuales tiene a su vez varios exoplanetas orbitando a su alrededor, que aún así tendríamos muchísimos millones y millones de candidatos posibles. Eso sí, nos hace falta una tecnología todavía más avanzada, para que además de verlos, podamos llegar hasta ellos, y en el caso de contener vida inteligente, seamos capaces de contactar con ella.

Figura 15: Múltiples exoplanetas orbitando en torno a una estrella

Existen exoplanetas gigantescos y gaseosos, parecidos a Júpiter, y también exoplanetas rocosos y duros como nuestra Tierra; es en estos últimos donde cabe suponer que puede existir la vida. Pero las condiciones para que existan seres vivos (aunque dichos seres sean muy simples y muy primitivos, como por ejemplo las bacterias) son enormemente restrictivas. El exoplaneta debe tener una atmósfera que le proteja de todas las radiaciones electromagnéticas nocivas, así como de las partículas elementales y de los meteoritos que le bombardean constantemente. No debe estar ni a altísima temperatura (eso sucede en el caso de que el exoplaneta está orbitando muy cerca de su estrella) ni demasiado frío (en caso contrario). Debe tener agua; debe reunir las condiciones adecuadas para que se puedan formar y permanecer estables determinado tipo de moléculas compatibles con la vida, y muchos otros requisitos más.

►Hasta la fecha, el JWST ha observado, agua, metano y algún tipo de atmósfera (no como la terrestre) en algunos exoplanetas. Ha detectado en el medio interestelar la debilísima radiación infrarroja que emiten algunas moléculas complejas, como las llamadas (por los químicos) “Hidrocarburos aromáticos policíclicos” e “Hidrocarburos alifáticos”, a las que se les suele llamar “Prebióticos”, porque pueden formar parte de los seres vivos más elementales.

No obstante, aunque estos descubrimientos sean alentadores, los científicos son precavidos y aún no afirman con total seguridad que estos compuestos se encuentran en realidad formando parte de estructuras más complejas, como las que se dan en los organismos más elementales, es decir, las bacterias. A la espera de obtener una confirmación más precisa, reina el optimismo con respecto a la posibilidad de encontrar, quizá pronto, pruebas indudables de la existencia de vida extraterrestre.

Autor : Enrique Garralaga Robres.