El ¡®James Webb¡¯ se prepara para su gran hito: las primeras im¨¢genes

Con el despliegue medi¨¢tico de una superproducci¨®n de Hollywood, la NASA anuncia para la tarde del 12 de julio la presentaci¨®n de las primeras im¨¢genes obtenidas por el telescopio James Webb. Se ha adelantado que el acontecimiento se retransmitir¨¢ no solo por la web de la NASA, sino por todos los canales digitales y redes sociales (tambi¨¦n en la versi¨®n en castellano): Facebook, Twitter y YouTube. Y hay una sorpresa m¨¢s: la NASA ha anunciado que hoy lunes, el presidente de EE UU, Joe Biden, presentar¨¢ en exclusiva la primera imagen, sobre las once de la noche, hora peninsular espa?ola.

Se especula mucho sobre el contenido de esas im¨¢genes, que mostrar¨¢n el cielo en infrarrojos con una claridad extraordinaria. Desde hace treinta a?os, el Hubble viene aportando unas magn¨ªficas vistas de galaxias y nebulosas en las que destacan enormes nubes de polvo opaco; es el caso de la famosa imagen de los ¡°Pilares de la Creaci¨®n¡± o la espectacular ¡°Cabeza de caballo¡±, El Webb podr¨¢ atravesar ese obst¨¢culo y revelar los miles de estrellas que se ocultan en su interior.

En todo caso, la NASA ha adelantado algunos de los objetivos de la primera colecci¨®n de fotos del Webb, que mostrar¨¢n temas relacionados con el universo primitivo, la evoluci¨®n de las galaxias y el ciclo de vida de las estrellas. Cinco de estos protagonistas ser¨¢n el planeta WASP-96 b, la galaxia SMACS 0723, el Quinteto de Stephan (un grupo de cinco galaxias de la constelaci¨®n de Pegaso), la nebulosa del Anillo del Sur y la nebulosa de la Quilla. Pero ser¨¢ una min¨²scula fracci¨®n de lo que queda por venir: el programa para el primer a?o de observaciones ya est¨¢ lleno, salvo por unas pocas horas reservadas para acontecimientos imprevistos, como la aparici¨®n de cometas interestelares o supernovas, por ejemplo.

La clave de nuevo telescopio es que observar¨¢ en el infrarrojo, una banda de frecuencias que el Hubble solo ve de refil¨®n. El infrarrojo es esencialmente calor; por eso ha sido necesario tener al Webb en la nevera del espacio durante casi seis meses, hasta que espejo e instrumentos han alcanzado una temperatura de pocas decenas de grados sobre el cero absoluto. Y uno de sus sensores, equipado con un refrigerador adicional, est¨¢ a solo siete Kelvin.

La definici¨®n que puede conseguirse trabajando en longitudes de onda tan largas es peor que si se usa el espectro visible. Por eso, para alcanzar la misma calidad que ofrece el Hubble, el Webb necesita un espejo mucho mayor. En principio, la nitidez de unas y otras debe ser comparable.

Los seis metros de di¨¢metro del espejo plantearon problemas desde el primer momento: hubo que fraccionarlo en segmentos independientes y plegarlo para que cupiera en la cofia del cohete lanzador. Su estructura mec¨¢nica es a la vez muy r¨ªgida y muy ligera, para que mantenga su forma inalterable incluso a baj¨ªsimas temperaturas.

El telescopio Webb no puede apuntar hacia cualquier lado en cualquier momento. Espejo, instrumentos y parasol forman un todo que hay que orientar dando siempre la espalda al Sol. Se trata de mantenerlos en la sombra en todo momento para evitar recalentamientos que echar¨ªan a perder cualquier observaci¨®n.

As¨ª, inclin¨¢ndose hasta 45? arriba y abajo, y girando sobre su eje longitudinal (pero siempre con el Sol tras de ¨¦l) el Webb puede barrer un anillo que representa el 45% del firmamento. No m¨¢s. Si se trata de observar alg¨²n cuerpo fuera de esa zona, habr¨¢ que esperar a que alcance una posici¨®n m¨¢s favorable, donde el Sol no amenace con deslumbrarle. A veces, son meses de espera, cuando la Tierra lo arrastre al otro extremo de su ¨®rbita.

A la espera de que el Webb entre oficialmente en servicio, tanto la NASA como otras agencias estudian ya cu¨¢les ser¨¢n sus sucesores. Y sus objetivos, ciertamente ambiciosos.

Los sucesores

El primer candidato es el HabEx, destinado a identificar exoplanetas con posibilidades de albergar vida, tal como la conocemos. Ir¨¢ equipado con un telescopio de cuatro metros de di¨¢metro, tama?o intermedio entre el Hubble y el Webb. Pero lo verdaderamente novedoso es que desplegar¨¢ ante s¨ª un escudo para bloquear la luz de las estrellas, dejando pasar solamente la de los planetas que giren a su alrededor.

El escudo parece un enorme girasol que se desplegar¨¢ en el espacio como si fuera un modelo de origami. Tendr¨¢ unos 50 metros de di¨¢metro y solo dejar¨¢ pasar entre sus p¨¦talos aquellos escasos fotones que provengan de planetas situados en la zona de habitabilidad. Unos sensibles espectr¨®metros analizar¨¢n la luz en busca de biomarcadores: ox¨ªgeno, ozono, agua o metano, por ejemplo.

Otro telescopio en estudio es el LUVOIR, siglas que hacen referencia a su capacidad para trabajar en las bandas ultravioleta e infrarroja. Tambi¨¦n con el objetivo de localizar ¨Cy, adem¨¢s, fotografiar- exoplanetas habitables. Hay dos modelos proyectados, el mayor de los cuales deja muy peque?o al espejo del Webb: 15 metros de di¨¢metro. Hoy por hoy se estima su coste en 24.000 millones, pero, vistas experiencias anteriores, no hay duda de que aumentar¨¢.

Un tercer proyecto que a¨²n est¨¢ en fase de estudio es el telescopio Origins. B¨¢sicamente, un Webb mejorado: mil veces m¨¢s sensible y capaz de ver en bandas del infrarrojo a¨²n m¨¢s lejano. Pero, en cualquier caso, todos estos telescopios est¨¢n a¨²n muy lejos en el tiempo. Ninguno volar¨¢ antes del 2035. De hecho, hoy por hoy ni siquiera existe el cohete lanzador capaz de llevarlos al espacio.

M¨¢s pr¨®ximos est¨¢n otros proyectos como el telescopio Nancy Grace Roman (bautizado as¨ª en honor de la primera astr¨®noma que ocup¨® un cargo directivo en la NASA). Este sali¨® algo m¨¢s econ¨®mico porque la NASA pudo utilizar un espejo regalo de la Agencia Nacional de Seguridad: un reflector de 2.4 metros originalmente dise?ado para un sat¨¦lite esp¨ªa, pero que ya no les era ¨²til.

El telescopio Roman se destinar¨¢ a aumentar el censo de exoplanetas, incluyendo algunos del tama?o de la Tierra o incluso menores. Tambi¨¦n se intentar¨¢ el an¨¢lisis espectral de sus atm¨®sferas y, en otros campos de la cosmolog¨ªa, realizar estudios sobre la energ¨ªa oscura. En este trabajo tendr¨¢ compa?¨ªa: el sat¨¦lite europeo Euclid que deber¨ªa lanzarse el a?o pr¨®ximo desde la Guayana. El Roman se retrasar¨¢ por lo menos hasta 2027. Para entonces es probable que tambi¨¦n est¨¦ en el espacio el PLATO europeo, otro buscador de planetas extrasolares.

Junto a estas iniciativas, otras agencias nacionales anuncian lanzamientos de m¨¢s sat¨¦lites para uso astron¨®mico. Australia espera hacerlo el a?o pr¨®ximo, con un observatorio relativamente modesto centrado en estudiar nuestro vecino m¨¢s cercano: Alfa Centauri y sus posibles planetas; en 2024 China planea enviar el telescopio Xuntian, una especie de Hubble con un campo de visi¨®n 300 veces m¨¢s amplio. India y Jap¨®n tambi¨¦n desarrollan programas similares, aunque las fechas de lanzamiento se van pasa la segunda mitad de este decenio.

No todos, pero s¨ª muchos de estos observatorios, se van a alojar en la ¨®rbita del punto de Lagange L-2, donde ahora ya gira el Webb. En los pr¨®ximos a?os ese va a ser un lugar muy concurrido.

Rafael Clemente es ingeniero industrial y fue el fundador y primer director del Museu de la Ci¨¨ncia de Barcelona (actual CosmoCaixa). Es autor de ¡®Un peque?o paso para [un] hombre¡¯ y ¡®Los otros Apollo¡¯ (Libros C¨²pula).

Puedes seguir a MATERIA en Facebook, Twitter e Instagram, o apuntarte aqu¨ª para recibir nuestra newsletter semanal.