Telescopio James Webb, ¡más luz para el universo!

El universo, el gran hogar en el que reside nuestro pequeño –por más que nos parezca gigantesco– Sistema Solar, y dentro de él el cósmicamente insignificante planeta Tierra, contiene mucho más de lo que la imaginación más desbordante podría haber pensado. Si consideramos los muy pocos centenares de miles de años que nuestra especie ha caminado por la Tierra, nuestra percepción de los contenidos del Universo solo comenzó a cambiar hace un instante. Primero cuando se dispuso de telescopios que permitían observar detalles inaccesibles al ojo humano. Galileo inauguró este camino con el tosco telescopio óptico que él mismo se construyó en 1609 y con el que pudo observar los cráteres de la Luna, cuatro satélites (lunas) que orbitaban en torno a Júpiter y que la Vía Láctea “no es otra cosa que un montón de innumerables estrellas esparcidas en grupos”. Pero el telescopio galileano, que utilizaba dos lentes, sufría de un grave problema, la denominada “aberración cromática” que emborronaba las imágenes.

A telescopios como Hubble o Kepler se unirá el James Webb, que estudiará exoplanetas y la formación de galaxias 

Isaac Newton resolvió este problema recurriendo a espejos en lugar de a lentes (telescopios reflectores). Básicamente, a partir de entonces los esfuerzos se dirigieron sobre todo a construir telescopios provistos de espejos más grandes y mejor pulidos. De esta manera se observaron nuevos objetos astronómicos, como el planeta Urano, descubierto por William Herschel el 13 de marzo de 1781, y con un telescopio dotado de un espejo de 2,5 metros de diámetro, Edwin Hubble descubrió en 1929 que el Universo se expande, uno de los grandes hallazgos en la historia de la humanidad. Pero la astronomía óptica tiene una gran limitación, porque se basa en un rango muy limitado de las radiaciones electromagnéticas, el que el ojo humano puede detectar. La situación comenzó a cambiar, y a detectarse cuerpos cósmicos nunca antes soñados, a partir de la década de 1930 cuando apareció la radioastronomía; esto es, instrumentos de observación que permiten detectar señales en el rango del espectro electromagnético que corresponde a las ondas de radio, cuya longitud de onda es mucho mayor que las que corresponden al espectro visible (por los humanos).

Fue Karl Jansky, un ingeniero eléctrico que trabajaba para los laboratorios Bell, quien demostró que existía un universo “oculto”, es decir, pleno de señales más allá de las visibles. En 1932, mientras buscaba posibles fuentes de ruido en emisiones de radio, Jansky detectó emisiones electromagnéticas que alcanzaban su mayor intensidad al apuntar a la constelación de Sagitario, en el centro de la Vía Láctea. Comenzó entonces, aunque inicialmente de forma tímida, la historia de la radioastronomía. Uno de los primeros lugares en los que floreció institucionalmente esta disciplina astronómica fue en Cambridge.

Allí, utilizando radiotelescopios mucho mejores que los toscos instrumentos de que había dispuesto Jansky, Martin Ryle identificó en 1950 cincuenta radiofuentes, número que aumentó radicalmente cinco años más tarde, cuando se llegó a las 2.000. También en Cambridge, en 1967, la astrofísica Jocelyn Bell observó una señal que aparecía y desaparecía con gran rapidez y regularidad. Se trataba de lo que se denominó “púlsares”, que ahora sabemos que son estrellas de neutrones, especie de núcleos gigantes formados únicamente por neutrones y unidos por la fuerza de la gravedad. Antes, a finales de la década de 1950, se había descubierto otro insospechado objeto, poderosísimas fuentes que emiten ondas de radio, y que se cree provienen de la acreción de materia hacia un agujero negro –otra novedad cósmica– supermasivo, y al que se bautizó con el nombre de quasar (de quasi-stellar radio source), cuásar en castellano.

Otra importante limitación para cualquier tipo de observaciones astrofísicas y cosmológicas es la atmósfera terrestre que deforma las señales que se reciben en los telescopios. Sin embargo, una vez que se dispuso de satélites artificiales y de poderosos cohetes, fue posible llevar a cabo un proyecto puramente científico de gran importancia: colocar un telescopio en un satélite, con lo que se evitaba la “pantalla” atmosférica.

El astrónomo estadounidense Lyman Spitzer fue el primero que comenzó a trabajar seriamente, hacia 1946, en esta idea, que finalmente hizo suya la NASA, poniendo en órbita en 1990 el Telescopio Espacial Hubble, aunque tardó algo más en funcionar correctamente debido a un error en la fabricación del espejo principal, que producía un efecto de aberración; hubo que fabricar uno nuevo e instalarlo en una misión espacial. El caudal de datos que se han obtenido con él ha enriquecido sustancialmente la astrofísica y cosmología. No ha sido el menor de sus hallazgos el haber detectado numerosos agujeros negros, cuerpos de cuya existencia había muchas dudas cuando se lanzó.

Otro telescopio de este tipo es el Kepler, lanzado el 6 de marzo de 2009 y que funcionó hasta agosto de 2013. Su misión era la de buscar planetas (exoplanetas) fuera del Sistema Solar que pudieran ser habitables; esto es, que no estuvieran tan cerca de la estrella en torno a la que orbitan como para que el agua que pudiera contener hubiera hervido y desaparecido ni tan lejos que estuviera helada. Durante su vida, detectó 150.000 sistemas similares al Solar y descubrió unos mil exoplanetas.

A esta “flota” se unirá el día 22 de diciembre, si no hay contratiempos, el Telescopio Espacial James Webb, nombrado así en honor del segundo administrador de la NASA y fruto de la colaboración entre la NASA, la Agencia Europea Espacial y la Agencia Espacial Canadiense. Mientras que el Telescopio Espacial Hubble orbita la Tierra a una altura de 593 kilómetros y está equipado con un telescopio con un espejo de 2,4 metros de diámetro, el James Webb se situará a 1,5 millones de kilómetros de la Tierra y el espejo de su telescopio mide 6,5 metros de diámetro. Su coste ha sido de diez mil millones de dólares. Si el Hubble amplió nuestro conocimiento del Universo, el James Webb lo hará aún más. Estudiará las atmósferas de exoplanetas potencialmente habitables así como la formación de las primeras galaxias del Universo. Sí, pero… ¿qué otros secretos desvelará?