Se ha dicho de él que es más que un telescopio; una máquina del tiempo que nos permite echar la vista atrás a un pasado remoto del universo que hasta ahora era inalcanzable. Desde su lanzamiento largamente esperado, el día de Navidad de 2021, el telescopio espacial James Webb (JWST) de la NASA —sin olvidar la colaboración de las agencias espaciales europea (ESA) y canadiense (CSA)— no solo ha comenzado a colmar las expectativas de los investigadores, sino que además se trata también de uno de esos empeños científicos que logran interesar a los medios y el público a través de cautivadoras imágenes de un universo hasta ahora ignoto.
El JWST ha sido presentado a menudo como el reemplazo del Hubble, pero la NASA prefiere hablar del sucesor; parece lo mismo, pero hay un matiz: el nuevo ojo de los humanos en el espacio no se limitará a continuar el trabajo de su antecesor, sino que expandirá sus dominios sobre todo en el infrarrojo, una franja del espectro luminoso en la que el Hubble solo llega a la banda cercana, justo adyacente a la luz visible. Dado que los objetos astronómicos más lejanos —y por lo tanto más antiguos— tienen un mayor corrimiento al rojo en la luz que emiten, se necesita un telescopio con mayor cobertura en el infrarrojo para observarlos. Es por esto también que los telescopios de infrarrojos deben esquivar el bloqueo de esta radiación por la atmósfera terrestre, y para ello el espacio es el emplazamiento ideal.
Llegar al infrarrojo medio presenta una complicación técnica adicional, y es la necesidad de mantener el telescopio extremadamente frío —por debajo de los 50 kelvin, o -223 °C— para que la propia radiación térmica del aparato no lo ciegue, algo similar a lo que ocurría con las antiguas películas fotográficas cuando se velaban por un exceso de luz. En el JWST esto se ha resuelto con un sistema pasivo de escudos solares y un refrigerador criogénico, evitando así el uso de refrigerantes como el helio o el nitrógeno empleados en otros instrumentos anteriores y que con el tiempo se evaporan.
Pero aparte de su mayor cobertura infrarroja, el JWST es un ojo mucho más sensible que su predecesor: su espejo de 6,5 metros, comparado con los 2,4 metros del Hubble, lo dota de una superficie de 25 metros cuadrados, más de seis veces mayor que la de su antecesor. Su campo de observación es también unas 15 veces superior al del Hubble. Su posición en el punto lagrangiano L2 —uno de los cinco puntos de equilibrio gravitatorio en el sistema Tierra-Sol— le permite mantener en todo momento al Sol, la Tierra y la Luna detrás de su escudo térmico, pero a cambio la lejanía de este punto (1,5 millones de kilómetros) imposibilita cualquier reparación como las que se han llevado a cabo en el Hubble, situado en la órbita baja terrestre.
Fotogalería
La imagen infrarroja más profunda del universo
Todas estas mayores prestaciones ya están rindiendo sus resultados. El físico y desarrollador de software John Christensen ha creado una herramienta online que permite comparar las imágenes de los mismos objetos tomadas por el Hubble y por el JWST. Y aunque el Hubble ha sido y aún es una fuente inmensamente valiosa y sofisticada de datos e imágenes, la diferencia entre las obtenidas por ambos telescopios aparece tan drástica como cambiar la óptica de un móvil de hace una década por la de un modelo de última generación.
El 11 de julio de 2022 la NASA comenzó a publicar las primeras imágenes tomadas por el JWST, empezando por la bautizada como Webb’s First Deep Field (primer campo profundo de Webb), la imagen infrarroja más profunda jamás obtenida del universo. La trascendencia de este hito mereció una presentación a cargo del propio presidente de EEUU, Joe Biden. La imagen muestra el grupo de galaxias SMACS 0723, a unos 4.600 millones de años luz, visible desde el hemisferio sur terrestre. La fotografía cubre una porción de cielo del tamaño aproximado de un grano de arena sostenido por alguien en la superficie de la Tierra. Muestra miles de galaxias con una resolución nunca antes conseguida, incluyendo algunas mucho más lejanas y antiguas —vistas cuando el universo apenas cumplía sus primeros mil millones de años— que aparecen ampliadas por el efecto de lente gravitatoria, lo que ocurre cuando grandes masas más cercanas doblan la luz que llega hasta nosotros desde estructuras más distantes.
De forma inmediata la NASA difundió otras imágenes: la nebulosa de la Quilla o Carina, una de las más extensas y luminosas del cielo, a unos 8.500 años luz y que comprende muchas estrellas notablemente más masivas que el Sol, junto con una guardería estelar —una región de formación de nuevas estrellas— fotografiada con un detalle inédito; esta imagen ha recibido el nombre de Cosmic Cliffs, acantilados cósmicos, porque la cavidad tallada en la nebulosa por la luz ultravioleta y los vientos estelares de las estrellas jóvenes semeja un paisaje montañoso nocturno.
Por su parte, el Quinteto de Stephan es el primer grupo compacto de galaxias descubierto en 1877, y que muestra cinco galaxias agrupadas; en realidad solo cuatro de ellas lo están, mientras que la quinta es más cercana a nosotros y solo aparece ligada al resto desde nuestra perspectiva. Los fans del clásico navideño de 1946 Qué bello es vivir lo recordarán como el escenario del firmamento en el que tiene lugar la conversación celestial. Esta es la mayor imagen tomada por el JWST hasta ahora, construida a partir de un millar de tomas distintas y con un tamaño total equivalente a la quinta parte del diámetro lunar. Además de revelar nuevos detalles sobre las interacciones entre galaxias durante su evolución, muestra los flujos de gas y luz en torno a un agujero negro con una resolución jamás lograda.
Otra de las primeras imágenes del JWST se ha centrado en la Nebulosa del Anillo del Sur o NGC 3132. A unos 2.500 años luz de nosotros, se trata de una nebulosa planetaria, una nube de gas en expansión a medida que es expulsada por una estrella agonizante. Frente a la imagen del mismo objeto tomada por el Hubble, la obtenida por el JWST muestra que la segunda y más tenue de las dos estrellas orbitalmente vinculadas que forman esta estructura, la que está en fase terminal, se encuentra envuelta por un abrigo de polvo. El nivel de detalle de la imagen permite apreciar cómo estos materiales cósmicos se ven modelados a lo largo del tiempo por la estrella más joven, desde las capas interiores más recientes a las exteriores más antiguas.
Clave para revelar datos sobre los exoplanetas
El potencial del JWST ha puesto también a prueba su capacidad para analizar atmósferas de planetas a través de su espectro luminoso. Con una sola observación el telescopio ha podido determinar que la atmósfera de WASP-96 b, un exoplaneta gigante gaseoso situado a 1.150 años luz y descubierto en 2013, contiene agua, nubes y neblina, y ha servido para calcular una temperatura atmosférica de unos 725 °C.
En los pocos meses que aún lleva en operación, el JWST ha continuado asombrando con nuevas imágenes de Júpiter, de la galaxia Rueda de Carro, de la galaxia Fantasma M74, de algunas de las galaxias más distantes y antiguas jamás observadas —solo pocos cientos de millones de años después del Big Bang— o de la nebulosa de la Tarántula, junto con nuevos datos que por primera vez demuestran la presencia de CO2 en la atmósfera de un exoplaneta. En septiembre de 2022 el nuevo telescopio sorprendió al mundo con su primera imagen directa de un exoplaneta, HIP 65426 b, un gigante gaseoso unas siete veces más pesado que Júpiter, situado a 385 años luz. No es la primera vez que se logra algo similar —el Hubble también lo ha hecho—, pero los científicos confían en que la sensibilidad del JWST permitirá revelar valiosos datos sobre la física, la química y la formación de exoplanetas, e incluso descubrir nuevos mundos lejanos. Aún más, el análisis de los espectros de luz de estos planetas podría llegar a detectar firmas químicas de la existencia de vida, posibles planetas habitados cuya confirmación, por desgracia, probablemente nunca tendremos.
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