Los telescopios gigantes salen al espacio

Tanto el Herschel, como el James Webb Space Telescope, los dos telescopios gigantes que saldr¨¢n al espacio en los pr¨®ximos a?os, plantean desaf¨ªos tecnol¨®gicos tan ambiciosos como los objetivos cient¨ªficos que persiguen. Uno de estos objetivos es com¨²n: entender c¨®mo se formaron las primeras estrellas y galaxias en el universo. En ambos proyectos participa Espa?a.

Lanzar al espacio un espejo de varios metros es toda una haza?a tecnol¨®gica. O lo ser¨¢ cuando se consiga, previsiblemente en 2007 con Herschel, una de las pr¨®ximas misiones de la Agencia Europea del Espacio (ESA). Los 3,2 metros de di¨¢metro su espejo son lo m¨¢ximo que permite el cohete Ariane 5 que lo lanzar¨¢, y est¨¢ hecho de un novedoso material, carburo de silicio, que lo hace resistente y a la vez ligero. Son cualidades irrenunciables: el espejo, fin¨ªsimo -unos mil¨ªmetros de grosor- , debe soportar las fuertes vibraciones del lanzamiento y los bruscos cambios de temperatura en el espacio exterior sin deformarse ni una mil¨¦sima de mil¨ªmetro.

Lanzar al espacio un espejo de varios metros es toda una haza?a tecnol¨®gica

Adem¨¢s esta vez, al contrario que con el Hubble, reparado por astronautas cuando estaba ya en ¨®rbita, en este casi los fallos post-lanzamiento no tendr¨¢n remedio. El Herschel estar¨¢ a 1,5 millones de kil¨®metros de la Tierra, casi cinco veces la distancia a la Luna, orbitando en un punto virtual en el espacio que resulta perfecto para las observaciones astron¨®micas porque deja atr¨¢s el ruido que genera la emisi¨®n de la Tierra y el Sol.

Herschel abrir¨¢ camino para el James Webb Space Telescope (JWST), un proyecto de la NASA, la ESA y la Agencia Espacial Canadiense que tendr¨¢ que superar los mismos obst¨¢culos m¨¢s otros nuevos. Su espejo tendr¨¢ que hacer parte del viaje, tambi¨¦n hasta el segundo punto de Lagrange, plegado como una margarita y se desplegar¨¢ en el espacio; un mecanismo de alt¨ªsima precisi¨®n ajustar¨¢ la posici¨®n de cada p¨¦talo, cuyo grosor no superar¨¢ el de una moneda.

Tanto el Herschel como el James Webb ver¨¢n radiaci¨®n infrarroja: el Herschel en infrarrojo lejano y el JWST en infrarrojo medio. Todos los cuerpos emiten radiaci¨®n infrarroja, m¨¢s cuanto m¨¢s calientes est¨¢n; as¨ª que para que la emisi¨®n de los objetos celestes no quede enterrada bajo la de los propios instrumentos ¨¦stos deben estar enfriados a temperaturas muy cercanas al cero absoluto, 270 grados cent¨ªgrados bajo cero. El JWST recurre para ello a un inmenso parasol del tama?o de una cancha de tenis que, plegado, enfriar¨¢ el telescopio protegi¨¦ndolo de la luz solar.

?Cu¨¢l es el premio de superar todas estas dificultades? Adentrarse por primera vez en la llamada Edad Oscura del universo, un periodo de unos dos mil millones de a?os tras el Big Bang demasiado lejano, inaccesible, para los instrumentos actuales. Es la ¨¦poca en que aparecieron las primeras estrellas y galaxias, un proceso que plantea muchas preguntas a los astr¨®nomos.

Santiago Arribas, astr¨®nomo de la ESA desplazado al Instituto del Telescopio Espacial, en Baltimore (EE UU), para trabajar en el instrumento que esta agencia construye para el JWST, explica: "Tenemos evidencias de que las galaxias se han formado de manera jer¨¢rquica: es decir, mediante fusiones de protogalaxias que dan lugar a galaxias m¨¢s masivas, que a su vez se fusionan con otras y as¨ª sucesivamente, hasta llegar a las galaxias que vemos a nuestro alrededor. Pero no entendemos muchos detalles de este proceso, principalmente porque las galaxias que observamos hoy en ¨¦pocas muy tempranas del universo, por ejemplo con el Hubble, son los objetos m¨¢s brillantes y muy posiblemente no son representativas".

El Herschel y el JWST, con sus grandes espejos y sin la barrera de la atm¨®sfera terrestre, son telescopios id¨®neos para explorar la Edad Oscura, entre otras cosas porque la expansi¨®n del universo hace que la radiaci¨®n que emiten los objetos m¨¢s lejanos se desplace hacia el infrarrojo. "Herschel estudiar¨¢ la emisi¨®n de los objetos m¨¢s distantes a trav¨¦s de su emisi¨®n en el infrarrojo lejano. Eso nos permitir¨¢ hacer un censo de las primeras galaxias y estudiar su evoluci¨®n", explica Jos¨¦ Cernicharo, del CSIC y uno de los cinco Cient¨ªficos de Misi¨®n nombrados por la ESA para Herschel -coordinan los programas cient¨ªficos de los consorcios internacionales que construyen los instrumentos y controlan que ¨¦stos ¨²ltimos cumplan las especificaciones-.

El JWST completar¨¢ el trabajo de Herschel con datos en una longitud de onda diferente y mayor resoluci¨®n."Con el JWST podremos observar las galaxias durante toda la historia del universo, y no s¨®lo las m¨¢s brillantes. Muy probablemente el JWST nos permitir¨¢ observar los primeros objetos luminosos del universo despu¨¦s del Big Bang", dice Arribas.

El instrumento en que trabaja este astr¨®nomo espa?ol, NIRspect, es un ejemplo de c¨®mo "la tecnolog¨ªa se lleva a sus l¨ªmites" en estos telescopios. Es un espectr¨®metro para observar a la vez cientos de las galaxias m¨¢s lejanas: construye autom¨¢ticamente m¨¢scaras para cubrir el fondo celeste y dejar pasar s¨®lo la luz de lo que se quiere observar, a trav¨¦s de agujeros de menos de d¨¦cimas de mil¨ªmetro. "La dificultad es generar las m¨¢scaras cuando el instrumento se encuentra a 1.5 millones de kil¨®metros de la Tierra", dice Arribas.

Otro objetivo de estos telescopios es detectar la emisi¨®n de muchas de las mol¨¦culas presentes en los objetos astron¨®micos y en el medio interestelar, algo posible gracias a que trabajan en el infrarrojo. Excepto unos pocos ¨¢tomos formados en el mismo Big Bang, los dem¨¢s han sido fabricados en el centro de las estrellas, as¨ª que sabiendo qu¨¦ mol¨¦culas hay en una galaxia se deduce tambi¨¦n qu¨¦ tipo de estrellas hay y ha habido en esa galaxia. Con Herschel se podr¨¢ saber si las estrellas en las primeras galaxias eran masivas, intermedias o de poca masa.