Esta concepción artística muestra cómo se verá el telescopio espacial James Webb cuando se lance al espacio. NASA GSFC / CIL / Adriana Manrique Gutierrez Nuestro conocimiento del universo está limitado por el alcance de nuestros sentidos, pero nuestras mentes no conocen tales límites. Cuando el resplandor de una fogata nos ciega a la fuente de un chasquido de ramitas en la oscuridad boscosa, imaginamos todo tipo de perspectivas nefastas. Pero da unos pasos prendió fuego a nuestras espaldas, y vemos más profunda y claramente. La imaginación se encuentra con la información y de repente sabemos a qué nos enfrentamos.
Pero se necesita más que un buen par de ojos y cierta distancia de las luces de la ciudad para comprender el cosmos; requiere instrumentos capaces de expandir nuestros sentidos más allá de nuestros límites evolutivos, nuestra atmósfera o incluso nuestra órbita planetaria. La astronomía y la cosmología están obligadas y limitadas por la calidad de estos instrumentos.
Hace unos 400 años, el telescopio reveló lunas insospechadas, planetas y manchas solares, provocando una sucesión de nuevas teorías cósmicas y mejores herramientas para probarlas, revelando nebulosas ondulantes y estrellas que se congregan en el camino.
A mediados del siglo XX, Los radiotelescopios mostraron que las galaxias, lejos de las manchas estáticas, estaban de hecho activas y llenas de energía. Antes del telescopio espacial Kepler, pensamos que los exoplanetas eran raros en el universo; ahora sospechamos que podrían superar en número a las estrellas. Más de tres décadas del telescopio espacial Hubble en órbita alrededor de la Tierra ayudaron a perforar el velo del tiempo, fotografiar viveros estelares y demostrar que las galaxias chocan. Ahora, el telescopio espacial James Webb está listo para colocar su espalda a la luz del sol, aléjate de la tierra y haz el entusiasta, observaciones delicadas posibles sólo en el frío, espacios oscuros más allá de la luna.
Programado para el 18 de diciembre 2021, fecha de lanzamiento desde el puerto espacial europeo en Kourou, Guayana Francesa, Webb fue construido por una colaboración internacional entre la NASA, la Agencia Espacial Europea (ESA) y la Agencia Espacial Canadiense (CSA), y se encarga de responder algunas muy preguntas ambiciosas. También acercará a los astrónomos más que nunca al comienzo de los tiempos, otorgando vislumbres de lugares hipotéticos durante mucho tiempo pero nunca antes vistos, desde el nacimiento de las galaxias hasta la luz de las primeras estrellas.
El espejo de 18 segmentos del telescopio James Webb está especialmente diseñado para capturar la luz infrarroja de las primeras galaxias que se formaron en el universo temprano. y ayudará al telescopio a mirar dentro de las nubes de polvo donde aún se están formando estrellas y sistemas planetarios. NASA Contenido
Esta imagen muestra la diferencia entre las vistas visible e infrarroja del Hubble de la Nebulosa Cabeza de Mono. El telescopio James Webb se enfocará en imágenes infrarrojas. El equipo de Hubble Heritage (STScI / AURA), y J. Hester La misión de Webb se basa y amplía el trabajo de los Grandes Observatorios de la NASA, cuatro telescopios espaciales notables cuyos instrumentos cubren la línea de costa de los espectros electromagnéticos. Las cuatro misiones superpuestas han permitido a los científicos observar los mismos objetos astronómicos en lo visible, rayo gamma, Espectros de rayos X e infrarrojos.
El Hubble del tamaño de un autobús escolar, que ve principalmente en el espectro visible con algo de cobertura ultravioleta e infrarroja cercana, inició el programa en 1990 y, con más servicio, complementará y trabajará con Webb. Apropiadamente nombrado por Edwin Hubble, el astrónomo que descubrió muchos de los eventos para los que fue construido para investigar, Desde entonces, el telescopio se ha convertido en uno de los instrumentos más productivos de la historia científica, trayendo fenómenos como el nacimiento y la muerte de estrellas, evolución galáctica y agujeros negros de la teoría al hecho observado.
Uniéndose al Hubble en los cuatro grandes están el Observatorio de Rayos Gamma Compton (CGRO), Observatorio de rayos X Chandra y telescopio espacial Spitzer.
Lo que hace a Webb diferente es que tiene la capacidad de mirar profundamente en el infrarrojo cercano y medio, y contará con cuatro instrumentos científicos para capturar imágenes y espectros de objetos astronómicos. ¿Por que importa? Las estrellas y los planetas que se están formando están ocultos detrás del polvo que absorbe la luz visible. Sin embargo, la luz infrarroja emitida puede perforar esta manta polvorienta, revelando lo que hay detrás. Los científicos esperan que eso les permita observar las primeras estrellas del universo; la formación y colisión de galaxias infantiles; y el nacimiento de estrellas y sistemas protoplanetarios, posiblemente incluso aquellos que contienen los componentes químicos de la vida.
Estas primeras estrellas podrían ser la clave para comprender la estructura del universo. Teóricamente dónde y cómo se formaron se relaciona con los patrones tempranos de materia oscura - invisible, materia misteriosa detectable por la gravedad que ejerce, y sus ciclos de vida y muertes provocaron retroalimentaciones que afectaron la formación de las primeras galaxias [fuente:Bromm et al.]. Y como supermasivo, estrellas de corta duración, estimado en alrededor de 30-300 veces la masa (y millones de veces el brillo) de nuestro sol, estas estrellas primogénitas bien podrían haber explotado como supernovas y luego colapsaron para formar agujeros negros, luego se hincha y se fusiona con los enormes agujeros negros que ocupan los centros de la mayoría de las galaxias masivas.
Ser testigo de todo esto es una hazaña más allá de cualquier instrumento o telescopio construido hasta ahora.
Primera luzEl término primera luz se refiere a las primeras estrellas que se formaron en el universo, que se encendieron 400 millones de años después del Big Bang y están compuestos completamente de gas primordial. Estos antiguos soles no son las fuentes de radiación más antiguas, sin embargo. Ese honor pertenece a la radiación cósmica de fondo, la radiación de microondas liberada por la formación de los primeros átomos alrededor de 400, 000 años después del Big Bang y observado por las misiones Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) y Cosmic Background Explorer (COBE) de la NASA. Webb, sin embargo, no llegará a ver esta radiación temprana.
Los técnicos realizaron con éxito una prueba crítica en el parasol de cinco capas de Webb al desplegar completamente cada una de sus capas de tamaño único en la misma posición que tendrán mientras orbitan el sol a un millón de millas de la Tierra. NASA / Chris Gunn Webb se parece un poco a una balsa en forma de diamante con un grueso mástil curvo y vela:si la vela fue construida por un gigante, abejas masticadoras de berilio. La "balsa" (o parasol) está hecha de capas de membranas, todas tan delgadas como un cabello humano, de Kapton, un plástico de alto rendimiento recubierto con un metal reflectante. Juntos protegen el reflector principal y los instrumentos.
La "quilla" de Webb es lo que se podría considerar como su estructura de paleta unificada. Ahí es donde el enorme parasol se pliega para despegar. En el centro se encuentra el autobús de la nave espacial, que incluye todas las funciones de soporte que mantienen funcionando Webb, incluida la energía eléctrica, control de actitud, comunicaciones, manejo de comandos y datos, y control térmico. Una antena de alta ganancia adorna el exterior del Webb, al igual que un conjunto de rastreadores de estrellas que funcionan con el sensor de guía fina para mantener todo apuntando en la dirección correcta. Finalmente, en un extremo del parasol, y perpendicular a ella, es una pestaña de compensación de impulso que compensa la presión que los fotones ejercen sobre la nave, muy parecido a lo que hace una solapa en un velero.
Sobre el parasol está la "vela, "o los espejos gigantes de Webb. Webb tiene un espejo primario de 21,4 pies (6,5 metros) de ancho que mide la luz de galaxias distantes. (En comparación, el espejo del telescopio espacial Hubble mide 2,4 metros [7,8 pies]). Está hecho de 18 secciones hexagonales de berilio que se despliegan después del lanzamiento, luego coordine para actuar como un enorme espejo primario. Este espejo tiene un diseño mucho más ligero y permite que toda la estructura se pliegue como una mesa abatible. La forma hexagonal de los espejos permite que la estructura sea aproximadamente circular, sin huecos. Si los segmentos del espejo fueran en cambio círculos, habría espacios entre ellos.
Echemos un vistazo más de cerca a los instrumentos que harán posibles todos esos estudios.
Los espejos del telescopio James Webb están cubiertos por una capa de oro microscópicamente delgada, que los optimiza para reflejar la luz infrarroja, la longitud de onda primaria de la luz que observará. NASA
La cámara de infrarrojos cercanos de Webb presenta un mosaico de sensores de luz de 16 megapíxeles. El mosaico consta de cuatro fichas separadas montadas junto con una máscara negra que cubre los espacios entre las fichas. Kenneth W. Don Aunque ve algo en el rango visual (luz roja y dorada), Webb es fundamentalmente un gran telescopio infrarrojo.
Pero la observación infrarroja es esencial para comprender el universo. El polvo y el gas pueden bloquear la luz visible de las estrellas en los viveros estelares. pero el infrarrojo lo atraviesa. Es más, a medida que el universo se expande y las galaxias se separan, su luz "se extiende" y se desplaza al rojo, deslizándose hacia longitudes de onda electromagnéticas (EM) más largas, como la infrarroja. Cuanto más lejos está la galaxia, cuanto más rápido retrocede y más corrida al rojo su luz, por eso, el valor de un telescopio como Webb.
Los espectros infrarrojos también pueden proporcionar una gran cantidad de información sobre las atmósferas de exoplanetas y si contienen ingredientes moleculares asociados con la vida. En la tierra, llamamos vapor de agua, el metano y el dióxido de carbono son "gases de efecto invernadero" porque absorben el infrarrojo térmico (también conocido como calor). Porque esta tendencia es válida en todas partes, Los científicos pueden usar Webb para detectar tales sustancias en las atmósferas de mundos distantes buscando patrones de absorción reveladores en sus lecturas espectroscópicas.
El Universo OcultoLos astrónomos apodan el rango infrarrojo del espectro electromagnético (EM) como el "universo oculto". Aunque cualquier objeto con calor irradia luz infrarroja, La atmósfera de la Tierra bloquea la mayor parte, haciéndolo invisible para la astronomía terrestre.
Webb tiene la tarea de responder a muchos de los mayores misterios de la vida, como cómo se desarrolló la vida en la Tierra; ¿Cómo funcionan las galaxias? como este conocido como Messier 81, formulario; y ¿hubo alguna vez vida en Marte? NASA / JPL-Caltech / ESA / Harvard-Smithsonian CfA El telescopio espacial James Webb es el más grande, telescopio espacial más poderoso jamás construido. Será el telescopio más complejo lanzado al espacio. Los datos que proporciona durante su misión, que se espera que dure entre cinco y diez años, podría cambiar nuestra comprensión del universo.
¿Por qué? Debido a que su objetivo es examinar todas las fases de nuestra historia cósmica, incluido el Big Bang. Pero hay cuatro objetivos distintos para el telescopio Webb durante su misión, y están agrupados en cuatro temas:
Publicado originalmente:9 de octubre de 2014
