El telescopio ¡®James Webb¡¯ funciona: una estrella para ver millones

De la protagonista de esta imagen, la estrella que est¨¢ en su centro, sabemos poco m¨¢s que su distancia, su brillo o la velocidad a la que se mueve (medida por el telescopio espacial Gaia). En la constelaci¨®n de Draco, est¨¢ aqu¨ª mismo, a tan solo 2.000 a?os luz de distancia en nuestra galaxia y, hasta hace unos d¨ªas, pocos seres humanos la hab¨ªan mirado. Haber sido elegida por el equipo de James Webb Space Telescope para el alineado del telescopio la ha hecho famosa. Protagonista absoluta de la imagen infrarroja de mayor resoluci¨®n jam¨¢s tomada desde el espacio, prueba que el telescopio Webb est¨¢ operativo y que funciona tan bien como esperaban los modelos m¨¢s optimistas. Solo hay que fijarse un poco y mirar el detalle de las galaxias que se detectan a su alrededor para darse cuenta de ello.

Podr¨ªamos observar esta estrella ma?ana mismo antes del amanecer desde un observatorio en el hemisferio Norte: el observatorio del Roque de los Muchachos en La Palma, por ejemplo. Para ello podr¨ªamos utilizar tambi¨¦n un telescopio segmentado. De hecho, algunos de los telescopios m¨¢s grandes en la Tierra usan espejos segmentados. GRANTECAN es uno de ellos y Webb es el primero en hacerlo en el espacio. Webb tiene un telescopio primario, el grande que recoge la luz, de 6,5 metros, compuesto de 18 segmentos hexagonales. GRANTECAN mide 10,4 metros y tiene 36 segmentos. Para que estos telescopios segmentados funcionen como una ¨²nica estructura recolectora de luz hay que mover y ajustar de manera muy precisa cada una de sus partes. No es sencillo hacerlo en telescopios terrestres, la semana pasada se mostr¨® el primer intento a 1,5 millones de kil¨®metros de la Tierra. Y sali¨® bien.

Es importante recordar que para poder poner a Webb en su ¨®rbita hubo que meterlo en cohete, someterlo a vibraciones tremendas y desplegarlo despu¨¦s en el espacio. Ahora hay que ajustarlo para que todo funcione. Primero hay que posicionar cada uno de los segmentos y el espejo secundario, el peque?o que recoge la luz del primario para enviarla a los detectores, de tal manera que se eliminen las aberraciones ¨®pticas. Hecho esto, se inclinan cada uno de los segmentos de modo que la luz de todos ellos se concentre en un punto. A eso se le llama apilado de imagen. Despu¨¦s, se ajusta el pist¨®n de cada uno de los segmentos para que act¨²en como si fuesen un ¨²nico espejo. En todo este proceso es importante conocer la forma que tiene el telescopio en cada momento y para eso sirve ¡°el selfie¡± del espejo primario. Conociendo la forma del telescopio (definida por la posici¨®n de cada uno de los segmentos) y sabiendo como la luz est¨¢ llegando al detector se puede, por an¨¢lisis de Fourier, corregir los errores de alineado.

Esto es lo que se acaba de hacer con NIRCam, que se conoce como el sensor de frente de onda del observatorio. En otras palabras, el detector capaz de medir como la luz est¨¢ llegando al detector. Se utiliza en estos primeros pasos porque tiene campo de visi¨®n amplio y, adem¨¢s, puede operar a temperaturas m¨¢s altas que los dem¨¢s instrumentos. No se puede perder el tiempo mientras el telescopio se enfr¨ªa hasta la temperatura a la que tiene que operar para ser m¨¢s eficiente.

?Y qu¨¦ viene despu¨¦s? Pues durante las pr¨®ximas seis semanas tienen que alinear el resto de instrumentos cient¨ªficos. Para entenderlo mejor, podemos poner el ejemplo de un telescopio terrestre. Cuando los astrof¨ªsicos llegamos al telescopio, el instrumento que necesitamos ya est¨¢ colocado y listo gracias a los equipos que trabajan en los observatorios. Hay instrumentos que se retiran f¨ªsicamente del telescopio para colocar otro diferente e instrumentos que simplemente necesitan que se reajuste parte de la ¨®ptica para que la luz llegue a ellos y nos proporcionen los datos.

En el caso de Webb, todas las c¨¢maras ven el cielo al mismo tiempo, aunque no la misma zona del cielo, y, obviamente, no se pueden quitar y poner f¨ªsicamente las c¨¢maras. El siguiente paso para dejar el telescopio listo para que se puedan hacer las observaciones cient¨ªficas es ajustar el telescopio para que al cambiar un objetivo de una c¨¢mara a otra se obtengan im¨¢genes n¨ªtidas y enfocadas en todos los instrumentos (NIRCam, NIRSpec, NIRISS y MIRI). Para ello hay que conocer con precisi¨®n las posiciones relativas de todos los campos de visi¨®n. Eso es exactamente lo que est¨¢n haciendo con Webb ahora mismo, medir estas posiciones. En este proceso, el instrumento de infrarrojo medio de Webb, MIRI, ser¨¢ el ¨²ltimo en la fila para ser alineado, ya que todav¨ªa hay que esperar a que el enfriador criog¨¦nico llegue a su temperatura de funcionamiento final, justo por debajo de los siete grados por encima del cero absoluto.

Pero volvamos a la estrella, a la protagonista. Su nombre, TYC 4212-1079-1, nos dice que tiene entrada en el cat¨¢logo de Tycho, por tanto fue observada con el sat¨¦lite Hipparcos de la Agencia Espacial Europea, lo que significa que es una de entre las 2,5 millones de estrellas m¨¢s brillantes del cielo. Tiene un segundo nombre, tambi¨¦n sencillo de recordar, 2MASS J17554042+6551277, lo cual quiere decir que fue observada en el mapeado del cielo en infrarrojo que realizaron una serie de peque?os telescopios de 1,3 metros en Mt. Hopkins and CTIO, Chile, conocido como 2MASS (Two Micron All Sky Survey). Para que Webb pudiera apuntarla, hab¨ªa que conocer su posici¨®n con precisi¨®n y su brillo. No se nos olvide el largo camino que hay detr¨¢s de cualquier hito. El viaje al pasado, al descubrimiento de miles de millones de estrellas en una galaxia, empieza por una sola.

Eva Villaver es investigadora del Centro de Astrobiolog¨ªa, dependiente del Consejo Superior de Investigaciones Cient¨ªficas y del Instituto Nacional de T¨¦cnica Aeroespacial (CAB/CSIC-INTA).

Vac¨ªo C¨®smico es una secci¨®n en la que se presenta nuestro conocimiento sobre el universo de una forma cualitativa y cuantitativa. Se pretende explicar la importancia de entender el cosmos no solo desde el punto de vista cient¨ªfico sino tambi¨¦n filos¨®fico, social y econ¨®mico. El nombre ¡°vac¨ªo c¨®smico¡± hace referencia al hecho de que el universo es y est¨¢, en su mayor parte, vac¨ªo, con menos de un ¨¢tomo por metro c¨²bico, a pesar de que en nuestro entorno, parad¨®jicamente, hay quintillones de ¨¢tomos por metro c¨²bico, lo que invita a una reflexi¨®n sobre nuestra existencia y la presencia de vida en el universo. La secci¨®n la integran Pablo G. P¨¦rez Gonz¨¢lez, investigador del Centro de Astrobiolog¨ªa; Patricia S¨¢nchez Bl¨¢zquez, profesora titular en la Universidad Complutense de Madrid (UCM); y Eva Villaver, investigadora del Centro de Astrobiolog¨ªa.

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