Los humanos tenemos un hambre insaciable por entender el Universo. Como dijo Carl Sagan, "Comprender es éxtasis". Pero para comprender el Universo, necesitamos mejores y mejores formas de observarlo. Y eso significa una cosa: telescopios grandes, enormes, enormes.
En esta serie veremos 6 de los súper telescopios del mundo:
- El telescopio gigante de Magallanes
- El telescopio abrumadoramente grande
- El telescopio de 30 metros
- El telescopio europeo extremadamente grande
- El gran telescopio de estudio sinóptico
- El telescopio espacial James Webb
- El telescopio de prospección infrarroja de campo amplio
El telescopio espacial James Webb "> El telescopio espacial James Webb (JWST o Webb) puede ser el más esperado de los Súper Telescopios. Tal vez porque ha soportado un camino torturado en su camino a la construcción. O tal vez porque es diferente a los otros Súper Telescopios, ya que está a 1.5 millones de kilómetros (1 millón de millas) de la Tierra una vez que está en funcionamiento.
Si has estado siguiendo el drama detrás de Webb, sabrás que los excesos de costos casi hicieron que se cancelara. Eso hubiera sido una verdadera lástima.
El JWST se ha estado gestando desde 1996, pero ha sufrido algunos baches en el camino. Ese camino y sus baches se han discutido en otros lugares, así que lo que sigue es un breve resumen.
Las estimaciones iniciales para el JWST fueron un precio de $ 1.6 mil millones y una fecha de lanzamiento de 2011. Pero los costos se dispararon y hubo otros problemas. Esto provocó que la Cámara de Representantes de los EE. UU. Se moviera para cancelar el proyecto en 2011. Sin embargo, más tarde ese mismo año, el Congreso de EE. UU. Revocó la cancelación. Finalmente, el costo final del Webb llegó a $ 8.8 mil millones, con una fecha de lanzamiento establecida para octubre de 2018. Eso significa que la primera luz del JWST será mucho antes que los otros Súper Telescopios.
El Webb fue concebido como un sucesor del telescopio espacial Hubble, que ha estado en funcionamiento desde 1990. Pero el Hubble está en órbita terrestre baja y tiene un espejo primario de 2,4 metros. El JWST estará ubicado en órbita en el punto LaGrange 2, y su espejo primario será de 6.5 metros. El Hubble observa en los espectros ultravioleta cercano, visible e infrarrojo cercano, mientras que Webb observará en luz visible de longitud de onda larga (naranja-rojo), a través del infrarrojo cercano hasta el infrarrojo medio. Esto tiene algunas implicaciones importantes para la ciencia producida por Webb.
James Webb se basa en cuatro instrumentos:
- La cámara de infrarrojo cercano (NIRCam)
- El espectrógrafo de infrarrojo cercano (NIRSpec)
- El instrumento de infrarrojo medio (MIRI)
- El sensor de guía fina / generador de imágenes de infrarrojo cercano y espectrógrafo de hendiduras (FGS / NIRISS)
La NIRCam es el principal generador de imágenes de Webb. Observará la formación de las primeras estrellas y galaxias, la población de estrellas en galaxias cercanas, objetos del cinturón de Kuiper y estrellas jóvenes en la Vía Láctea. NIRCam está equipado con coronógrafos, que bloquean la luz de los objetos brillantes para observar los objetos más tenues cercanos.
NIRSpec operará en un rango de 0 a 5 micras. Su espectrógrafo dividirá la luz en un espectro. El espectro resultante nos informa sobre objetos, temperatura, masa y composición química. NIRSpec observará 100 objetos a la vez.
MIRI es una cámara y un espectrógrafo. Verá la luz desplazada al rojo de las galaxias distantes, las estrellas recién formadas, los objetos en el Cinturón de Kuiper y los cometas débiles. La cámara de MIRI proporcionará imágenes de banda ancha de campo amplio que se ubicarán a la altura de las sorprendentes imágenes que Hubble nos ha proporcionado una dieta constante. El espectrógrafo proporcionará detalles físicos de los objetos distantes que observará.
La parte del sensor de guía fina de FGS / NIRISS le dará al Webb la precisión requerida para producir imágenes de alta calidad. NIRISS es un instrumento especializado que funciona en tres modos. Investigará la primera detección de luz, la detección y caracterización de exoplanetas y la espectroscopía de tránsito de exoplanetas.
El objetivo general del JWST, junto con muchos otros telescopios, es comprender el Universo y nuestros orígenes. El Webb investigará cuatro temas generales:
- Primera luz y reionización: En las primeras etapas del Universo, no había luz. El universo era opaco. Finalmente, a medida que se enfriaba, los fotones podían viajar más libremente. Luego, probablemente cientos de millones de años después del Big Bang, se formaron las primeras fuentes de luz: las estrellas. Pero no sabemos cuándo o qué tipo de estrellas.
- Cómo se ensamblan las galaxias: Estamos acostumbrados a ver imágenes impresionantes de las grandes galaxias espirales que existen en la revista Space. Pero las galaxias no siempre fueron así. Las primeras galaxias a menudo eran pequeñas y grumosas. ¿Cómo se formaron en las formas que vemos hoy?
- El nacimiento de las estrellas y los sistemas protoplanetarios: El agudo ojo de Webb mirará directamente a través de nubes de polvo que ‘se abren como el Hubble no puede ver a través. Esas nubes de polvo son donde se forman las estrellas y sus sistemas protoplanetarios. Lo que vemos allí nos dirá mucho sobre la formación de nuestro propio Sistema Solar, así como arrojar luz sobre muchas otras preguntas.
- Planetas y los orígenes de la vida: Ahora sabemos que los exoplanetas son comunes. Hemos encontrado miles de ellos orbitando todo tipo de estrellas. Pero todavía sabemos muy poco acerca de ellos, como cuán comunes son las atmósferas y si los componentes básicos de la vida son comunes.
Todos estos son temas obviamente fascinantes. Pero en nuestros tiempos actuales, uno de ellos se destaca entre los demás: los planetas y los orígenes de la vida.
El reciente descubrimiento del sistema TRAPPIST 1 ha entusiasmado a las personas acerca de descubrir la vida en otro sistema solar. TRAPPIST 1 tiene 7 planetas terrestres, y 3 de ellos están en la zona habitable. Fue una gran noticia en febrero de 2017. El rumor aún es palpable, y la gente espera ansiosamente más noticias sobre el sistema. Ahí es donde entra el JWST.
Una gran pregunta sobre el sistema TRAPPIST es "¿Tienen los planetas atmósferas?" El Webb puede ayudarnos a responder esto.
El instrumento NIRSpec en JWST podrá detectar cualquier atmósfera alrededor de los planetas. Quizás lo más importante sea que podrá investigar las atmósferas y contarnos sobre su composición. Sabremos si las atmósferas, si existen, contienen gases de efecto invernadero. El Webb también puede detectar sustancias químicas como el ozono y el metano, que son biofirmas y pueden decirnos si la vida podría estar presente en esos planetas.
Se podría decir que si James Webb pudiera detectar atmósferas en los planetas TRAPPIST 1 y confirmar la existencia de productos químicos de biofirma allí, ya habría hecho su trabajo. Incluso si dejó de funcionar después de eso. Eso es probablemente exagerado. Pero aún así, la posibilidad está ahí.
La ciencia que proporcionará el JWST es extremadamente intrigante. Pero aún no hemos llegado. Todavía está el asunto del lanzamiento de JWST, y es una implementación complicada.
El espejo primario del JWST es mucho más grande que el del Hubble. Tiene 6,5 metros de diámetro, frente a 2,4 metros para el Hubble. El Hubble no tuvo problemas de lanzamiento, a pesar de ser tan grande como un autobús escolar. Fue colocado dentro de un transbordador espacial, y desplegado por Canadarm en órbita terrestre baja. Eso no funcionará para James Webb.
El Webb tiene que ser lanzado a bordo de un cohete para ser enviado a L2, es eventualmente su hogar. Y para ser lanzado a bordo de su cohete, tiene que caber en un espacio de carga en la nariz del cohete. Eso significa que tiene que plegarse.
El espejo, que consta de 18 segmentos, se pliega en tres dentro del cohete y se despliega en su camino hacia L2. Las antenas y las células solares también necesitan desplegarse.
A diferencia del Hubble, el Webb necesita mantenerse extremadamente frío para hacer su trabajo. Tiene un enfriador criogénico para ayudar con eso, pero también tiene una enorme sombrilla. Esta sombrilla es de cinco capas y muy grande.
Necesitamos la implementación de todos estos componentes para que Webb haga lo suyo. Y nada como esto se ha intentado antes.
El lanzamiento de Webb está a solo 7 meses. Eso está muy cerca, considerando que el proyecto casi se canceló. Hay una cornucopia de ciencia que hacer una vez que esté funcionando.
Pero aún no hemos llegado allí, y tendremos que pasar por el lanzamiento y despliegue que nos ponen los nervios de punta antes de realmente emocionarnos.
