Chris Evans, astr¨®nomo: ¡°Mirar a otros sistemas planetarios nos ense?a que la Tierra est¨¢ en un lugar muy especial¡±

El 25 de diciembre de 2021 parti¨® hacia el espacio el telescopio espacial James Webb. Desde un lugar privilegiado de observaci¨®n, en una ¨®rbita a 1,5 millones de kil¨®metros de distancia de la Tierra, protegido de la radiaci¨®n solar y terrestre, promete im¨¢genes capaces de transformar nuestra imagen del universo y cuestionar nuestro lugar en ¨¦l. En una visita al Centro Europeo de Astronom¨ªa Espacial de la Agencia Espacial Europea, cerca de Madrid, Chris Evans (Hertford, Reino Unido, 47 a?os), responsable de la representaci¨®n de la ESA en el instituto que gestiona el Webb, hace un repaso a algunos de los descubrimientos de este artefacto de 10.000 millones de euros dos a?os despu¨¦s de su lanzamiento.

De qu¨¦ est¨¢ hecho el cosmos

El Webb capta cinco veces m¨¢s luz que el telescopio espacial Hubble. Eso le permite detectar se?ales d¨¦biles de planetas lejanos o galaxias poco despu¨¦s del Big Bang, pero gracias a sus capacidades espectrosc¨®picas, que descomponen la luz y mide las longitudes de onda que emite cada objeto, puede conocer su composici¨®n. ¡°Aunque ves todas estas bonitas im¨¢genes que se publican, tres cuartas partes de los programas de observaci¨®n son para espectroscopia¡±, explica Evans. Con esas im¨¢genes ha sido posible detectar, por primera vez, di¨®xido de carbono en la atm¨®sfera de un planeta extrasolar, en WASP 39b, y se podr¨¢n analizar los efectos de las llamaradas que lanzan las enanas rojas, las m¨¢s frecuentes del universo, sobre las atm¨®sferas de los planetas que las rodean. Este es un paso importante para averiguar si en esos mundos abundantes, pero sometidos a una estrella hostil, es posible que se haya desarrollado vida.

Permitir¨¢ hacer preguntas antes imposibles

¡°Si miramos a galaxias que est¨¢n relativamente cerca, como a 20 millones de a?os luz, con el Hubble puedes observar estas hermosas e ic¨®nicas galaxias espirales. Puedes ver la luz de las estrellas y los brazos espirales, y tambi¨¦n ves las l¨ªneas de polvo, donde hay mucho gas y polvo interestelar que oscurece la luz que el Hubble observa en el ultravioleta, el rango de luz visible y el infrarrojo. Pero ahora, [con el Webb], tenemos observaciones con longitudes de onda m¨¢s largas, y podemos ver dentro de ese polvo, y podemos alcanzar regiones que antes, con el Hubble, no eran accesibles. Vemos la columna vertebral de las galaxias, mucha formaci¨®n de estrellas en su interior y todo el material gal¨¢ctico. Si te interesa comprender c¨®mo se forman las estrellas y la historia de estas galaxias, el Hubble te da un buen punto de partida, pero hay muchas partes que te pierdes porque est¨¢n en estas regiones oscuras¡±.

Todo fue muy r¨¢pido tras el Big Bang

Una de las capacidades del Webb, con su c¨¢mara NIRCam (c¨¢mara del infrarrojo cercano, por sus siglas en ingl¨¦s) es realizar im¨¢genes del universo profundo, m¨¢s all¨¢ de lo que ha logrado nunca el Hubble. Con su sensibilidad y la longitud de onda mayor, puede alcanzar galaxias que se estaban formando cuando el universo ten¨ªa menos de 1.000 millones de a?os, un 7% de su edad actual. All¨ª han encontrado objetos extra?os, como unos peque?os puntos rojos aparentemente muy masivos, quiz¨¢ demasiado para aquella etapa del universo. ¡°En algunas de esas galaxias estamos viendo pruebas de que tienen agujeros negros supermasivos en su centro, solo cientos de millones de a?os despu¨¦s del Big Bang, y hay mucho revuelo en la comunidad cient¨ªfica intentando entender c¨®mo se pudieron acumular unos objetos tan masivos tan r¨¢pido¡±, cuenta Evans.

¡°Sabemos que es algo que pasa en las galaxias, pero verlo en una etapa tan temprana hace preguntarse c¨®mo se ha producido ese enriquecimiento qu¨ªmico tan veloz. Necesitas muchas generaciones de estrellas muy masivas, consumiendo su combustible muy r¨¢pido, explotando como supernovas, y lanzando todo ese material enriquecido [con nuevos elementos] para volver a procesarse de nuevo una y otra vez hasta construir la qu¨ªmica que vemos en estas galaxias distantes¡±, a?ade el astr¨®nomo. Todo esto est¨¢ cambiando nuestra forma de entender la evoluci¨®n de las galaxias.

En busca de planetas habitables

Evans reconoce que para encontrar se?ales de vida en un planeta parecido a la Tierra junto a una estrella similar al Sol ¡°ser¨¢ necesario esperar a una instalaci¨®n de la siguiente generaci¨®n¡±. Sin embargo, en los primeros trabajos del Webb con exoplanetas como los que orbitan a la enana roja Trappist-1, un sistema con siete planetas del tama?o de la Tierra junto a una estrella muy diferente, ya se ha podido ver que uno no tiene atm¨®sfera y que otro la tiene muy fina, y se sigue estudiando la de los planetas m¨¢s alejados. Se est¨¢ empezando a comprender la diversidad de mundos que hay en el universo y qu¨¦ condiciones puede haber para la vida en lugares muy diferentes de nuestro planeta. ¡°Mirar otros sistemas planetarios nos ense?a que la Tierra est¨¢ en un lugar muy especial¡±, asegura el astr¨®nomo.

¡°Se ha publicado hace poco el estudio de un disco alrededor de una estrella en formaci¨®n que est¨¢ en una regi¨®n de formaci¨®n de estrellas m¨¢s grande con una gran cantidad de estrellas masivas. Antes pens¨¢bamos que si ten¨ªas todas estas estrellas masivas, habr¨ªa fuertes campos de radiaci¨®n ultravioleta, que dispersar¨ªan el gas y romper¨ªan los enlaces qu¨ªmicos necesarios para la formaci¨®n de planetas. Pero este equipo del Max Planck de Heidelberg (Alemania) vio que en uno de estos discos, con ese entorno, hab¨ªa un rico espectro de mol¨¦culas, de di¨®xido de carbono, cianuro o incluso agua. Esto es muy emocionante, porque pensamos que la mayor parte de las estrellas se forman en estas regiones y esto significa que puede haber m¨¢s sistemas de planetas rocosos de los que cabr¨ªa esperar¡±, relata Evans.

El interior del Sistema Solar y el origen del agua en la Tierra

Hay una complementariedad entre el trabajo de telescopios espaciales como Hubble o James Webb y las misiones que visitan otros planetas del Sistema Solar. Las sondas toman medidas muy detalladas, pero los telescopios pueden hacer un seguimiento m¨¢s continuo. Seg¨²n cuenta Evans, dentro de nuestro sistema planetario tambi¨¦n ha sido posible estudiar la presencia de agua en el cintur¨®n de cometas que hay m¨¢s all¨¢ de Plut¨®n y del cintur¨®n de asteroides entre Marte y J¨²piter. ¡°Hemos visto agua saliendo de un asteroide cuando se acerca al Sol. Parece un detalle peque?o, pero es una parte cr¨ªtica para entender c¨®mo lleg¨® el agua a la parte interior del Sistema Solar y podr¨ªa explicar el agua de nuestros oc¨¦anos o la qu¨ªmica del planeta¡±, apunta Evans.

Una lente para ver las primeras estrellas

Uno de los aspectos destacados por Evans son las im¨¢genes del universo profundo que tomar¨¢ el Webb. ¡°Se apunta deliberadamente a c¨²mulos de galaxias que, por su empuje gravitatorio, act¨²an como una gran lente que magnifica los objetos que tiene detr¨¢s¡±, explica Evans. ¡°As¨ª ves todas estas galaxias deformadas que te permiten verlas de forma magnificada y alcanzar objetos demasiado tenues o demasiado lejano que no se podr¨ªan ver de otro modo¡±, a?ade. Esta t¨¦cnica permite captar la luz de las primeras estrellas nacidas tras el Big Bang y de todo tipo de objetos ex¨®ticos.

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