NASA A punto de abrir una ventana sin precedentes al universo. A partir del próximo año, los astrónomos deberían poder observar las atmósferas de los planetas que orbitan estrellas distantes, analizar las consecuencias de las colisiones más violentas del universo y mirar hacia atrás en el tiempo más que nunca.
Esto se debe a que el telescopio espacial James Webb (JWST, o “Webb” para abreviar) está plegado, lleno de combustible y esperando ser cargado en un cohete en la Guayana Francesa.
El último observatorio espacial revolucionario de la NASA, el Telescopio Espacial Hubble, se lanzó en 1990. También tenía la misión de documentar 13.800 millones de años de historia del universo.
El Hubble todavía está observando el universo y la NASA espera seguir usándolo durante algunos años más, posiblemente hasta la década de 2030. Pero Hubble solo ha podido ver hasta ahora, y Webb está diseñado para ver más lejos.
Junto con la Agencia Espacial Europea (ESA) y la Agencia Espacial Canadiense, la NASA ha pasado décadas y más de $ 10 mil millones construyendo Webb, que está programado para lanzarse al espacio el 22 de diciembre. Con un costo de $ 500 millones, los rediseños y los retrasos han elevado su precio y retrasado su fecha de lanzamiento.
Después del lanzamiento, si todo va según lo planeado, Webb pasará seis meses desenterrando y ajustándose, y entrará en órbita a un millón de millas de la Tierra. Entonces puede comenzar a reescribir la historia cósmica.
El telescopio espacial James Webb se descarga y se eleva verticalmente en la sala limpia del Centro Espacial de Guyana en la Guayana Francesa, el 15 de octubre de 2021.
NASA / Chris Jenn
El proyecto principal del telescopio es explorar cómo se formaron y crecieron las galaxias después del Big Bang, y observar las profundidades del universo para capturar imágenes de las primeras galaxias formadas. Sus cámaras infrarrojas son tan potentes y precisas que pueden detectar una abeja a 240.000 millas de distancia, la distancia entre la Tierra y la Luna.
Webb también ayudará a los astrónomos a investigar misterios en los que no pensaron cuando la NASA diseñó el telescopio por primera vez.
Klaus Pontopedan, un científico del sitio web del Instituto de Ciencias del Telescopio Espacial, dijo en una conferencia de prensa el 4 de noviembre.
La NASA espera que el telescopio explore los secretos del universo durante al menos una década. Hasta el primer año del telescopio en el espacio, dijo Pontopedan, estaba repleto, con casi 400 artículos de investigación de miles de científicos de todo el mundo.
Desde contemplar Marte hasta explorar galaxias antiguas, estos son algunos de los proyectos más emocionantes que se espera que Webb, el telescopio espacial más poderoso de la historia, aborde en su primer año:
La luz de las primeras galaxias todavía viaja a la Tierra, y Webb puede descubrirla
El campo de ultraprofundidad del Hubble es la forma más profunda de luz visible del universo. Contiene aproximadamente 10,000 galaxias.
NASA, ESA, S. Beckwith (STScI) y el equipo de HUDF
Mientras el telescopio mira a lo lejos, también mira hacia atrás en el tiempo. Eso es porque la luz necesita tiempo para viajar. Cuando mires al sol, ¡por favor, no lo hagas! – Ves la luz que emitió nuestra estrella hace ocho minutos. Cuando el Hubble observa galaxias distantes, ve luz de hace miles de millones de años, 400 millones de años después del Big Bang.
“Tenemos una historia de 13.800 millones de años, el universo, y nos faltan algunos párrafos clave en el primer capítulo de la historia”, dijo Amber Straw, científica del equipo Webb de la NASA, el 18 de noviembre. . instrucciones. “JWST está diseñado para ayudarnos a encontrar esas primeras galaxias”.
Se espera que Webb descubra galaxias que se formaron cuando el universo tenía solo 100 millones de años.
Es 100 veces más poderoso que el Hubble. También utiliza luz infrarroja, que tiene longitudes de onda que pueden atravesar nubes de polvo que podrían oscurecer la vista del Hubble, y que dependía de la luz visible.
Webb debe mirar profundamente en el universo y descubrir galaxias, las primeras galaxias que se formaron después del Big Bang, demasiado lejanas y débiles para ser capturadas por Hubble.
La búsqueda del oro forjado a través de las colisiones más violentas del universo
Una simulación gigante por computadora de un par de estrellas de neutrones que chocan, se fusionan y forman un agujero negro.
NASA Goddard
Durante los últimos seis años, Detectores de ondas gravitacionales En la Tierra, se han detectado ondas en el espacio-tiempo causadas por los eventos más violentos del universo: agujeros negros y estrellas de neutrones que chocan entre sí.
Los científicos creen que estas colisiones Forjó la mayoría de los elementos pesados del universo.Como plata, oro y platino. Webb intentará confirmar esto enfocándose en colisiones distantes de estrellas de neutrones, los densos núcleos de estrellas que colapsaron, expulsaron sus capas externas y murieron.
Webb podrá analizar el espectro completo de luz infrarroja de esas colisiones. Esto permitirá a los astrónomos identificar elementos individuales como el oro o el platino en los escombros de la explosión, basándose en sus longitudes de onda de luz.
Este método, llamado espectroscopia, ayudará a los astrónomos a aprender sobre otros objetos con los que Webb también estudia.
“Los espectros serán la mayor parte de la ciencia”, dijo en la conferencia de prensa Antonella Nota, científica de Webb que dirige la oficina de la Agencia Espacial Europea en el Instituto de Ciencia del Telescopio Espacial. “Mientras que una imagen, decimos, vale 1.000 palabras, los espectros para los astrónomos son sólo 1.000 imágenes”.
El primer vistazo a las atmósferas de los planetas que podrían albergar vida.
Impresión de un artista del planeta extrasolar K2-18b.
ESA / Hubble, M. Grain Knives
Cuando no esté ocupado estudiando los objetos masivos y las galaxias antiguas del universo, Webb buscará entornos menos extremos, mundos donde las condiciones podrían ser adecuadas para dar vida a la vida.
Los exoplanetas, mundos que orbitan alrededor de otras estrellas, no eran un área de estudio cuando la NASA comenzó a diseñar Webb. Dos décadas después, los astrónomos han identificado docenas de exoplanetas que podrían ser lo suficientemente templados para la vida extraterrestre. No hace demasiado frío ni demasiado calor y solo es adecuado para el agua, pero solo si tiene un ambiente hospitalario.
Webb observará exoplanetas habitables que pasan frente a sus estrellas y analizará los espectros de la luz de las estrellas que brillan a través de las atmósferas de los planetas. Esta espectroscopia les dirá a los científicos si el aire de otros mundos contiene compuestos que podrían indicar vida, como dióxido de carbono, metano o agua.
“Este telescopio es definitivamente nuestro próximo gran paso en nuestra búsqueda de planetas potencialmente habitables”, dijo Strawon.
El telescopio espacial James Webb en la sala de investigación Northrop Grumman en Redondo Beach, California, el 4 de marzo de 2020.
NASA / Chris Jenn
Estos no son necesariamente planetas similares a la Tierra. Las estrellas como el Sol son tan grandes y brillantes que Webb no podría ver los diminutos planetas similares a la Tierra que las orbitan. Ese es el trabajo del próximo gran telescopio espacial. En cambio, Webb observará planetas rocosos que orbitan alrededor de estrellas más pequeñas y débiles.
Algunos de sus primeros objetivos serán los planetas que orbitan alrededor de una pequeña estrella, TRAPPIST-1, a solo 39 años luz de distancia.
La estrella tiene siete planetas rocosos, tres de los cuales están en su “Zona Ricitos de Oro”, lo que significa que es la distancia justa para que las temperaturas permitan que exista agua líquida en sus superficies.
Una muestra artística de cómo se vería en la superficie del planeta TRAPPIST-1f.
NASA / JPL-Caltech
Webb también se ha configurado para hacer zoom en planetas inhabitables, pero son increíblemente extremos. Al menos uno de los planetas de su lista está tan cerca de su estrella que su superficie está fundida e incluso podría llover lava allí. Webb debería poder detectar la lluvia de lava.
El telescopio también examinará todos los objetos de nuestro sistema solar, comenzando con Marte y avanzando hacia los cuerpos helados detrás de Plutón.
En esos planetas, estrellas y galaxias, cercanos y lejanos, Webb seguramente revelará grandes sorpresas.
“También es probable que Webb revele nuevas preguntas que las futuras generaciones de científicos tendrán que responder, algunos de los cuales pueden no haber nacido todavía”, dijo Pontopedan.
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