El recién lanzado Telescopio Espacial James Webb (JWST) ha completado el segundo mes de su período de puesta en marcha de seis meses, lo que acerca al telescopio de la NASA, la ESA y la Agencia Espacial Canadiense (CSA) a convertirse en un telescopio de observación espacial completamente funcional.
JWST se lanzó el 25 de diciembre en un cohete Ariane 5 desde el Centro Espacial de Guayana en la Guayana Francesa. Ha completado hasta ahora uno de sus pasos de despliegue más peligrosos, incluida la apertura de su visor solar, la apertura de su espejo secundario y las alas del espejo primario, y la entrada exitosa en su órbita en el Punto de Lagrange 2 (L2) del Sol-Tierra. Cada operación solo se podía intentar una vez, y si alguna operación fallaba, el telescopio quedaría inutilizable.
Un punto alto en este proceso fue la precisión con la que se lanzó JWST en Ariane 5. Para alcanzar y mantener su órbita en L2, un punto gravitacional estable que siempre está detrás de la Tierra en relación con el Sol, 1,5 millones de kilómetros (930.000 millas) de distancia, contiene La nave espacial tiene una cantidad limitada de propulsor a bordo, lo que en última instancia limita la vida útil del telescopio. Los cálculos previos al lanzamiento estimaron que el satélite JWST tendría suficiente combustible para durar 10 años en esa órbita.
Esas estimaciones se ampliaron a «unos 20 años» después del lanzamiento, dijo el director del proyecto JWST, Bill Ochs, en una conferencia de prensa en enero, gracias a los esfuerzos del equipo de lanzamiento del Ariane 5 para que el lanzamiento del telescopio fuera lo más perfecto posible.
Ahora, los operadores de telescopios del Instituto de Ciencias del Telescopio Espacial en Baltimore, Maryland, alinean cuidadosamente el espejo principal del JWST. A diferencia del espejo único que recoge la luz del telescopio espacial Hubble, el espejo principal del JWST está hecho de 18 hexágonos chapados en oro, un diseño desarrollado originalmente en la década de 1930 por el astrónomo italiano Guido Horn de Arturo.
Cuando las partes están alineadas correctamente, las partes se combinan en un solo espejo con un diámetro de 6,5 metros, más de siete veces el tamaño del espejo del Hubble. Este proceso de alineación se logra utilizando 132 motores, siete para cada segmento y seis para el espejo secundario. Cada motor está diseñado para mover segmentos de espejo, así como para cambiar la curvatura de cada parte, en incrementos tan pequeños como 10 millonésimas de milímetro. Los actuadores representan simultáneamente 132 puntos de falla para el telescopio, y el tiempo que tomó planear cuidadosamente cada movimiento de estos motores es una de las razones por las que el JWST fue diseñado para durar varios meses.
Sin embargo, tal precisión es esencial si el telescopio JWST debe enfocar objetivos más lejanos, y por lo tanto retroceder en el tiempo, de lo que el Hubble puede observar.
La primera fase de esta alineación se completó el 18 de febrero, lo que incluyó asegurarse de que cada parte fuera ubicada y fotografiada para la estrella objetivo HD 84406. Se espera que la alineación y la calibración completas tomen otros cinco meses.
Queda otro problema importante: el telescopio tiene que terminar de enfriarse. JWST está diseñado para observar en las partes infrarrojas del espectro electromagnético, longitudes de onda de luz que son más largas que las de la luz visible y están relacionadas con el calor emitido por el material. Para que la óptica del telescopio pueda ver claramente la luz infrarroja de sus objetivos, la luz infrarroja emitida por el propio telescopio (la infraestructura, los espejos y la electrónica) debe reducirse al mínimo.
El primer paso fue aplicar el bloqueador solar, que constaba de cinco capas de Kapton, un polímero ultradelgado y liviano, cubierto de metal reflectante. Refleja el calor del Sol, así como el calor reflejado de la Tierra y la Luna, creando un lado caliente de 110 °C (230 °F), y a sólo seis pies de distancia, un lado que está a -223 °C (−370 °F). F), donde habita el Telescopio y sus instrumentos.
Sin embargo, el telescopio en sí no se lanzó a -223 grados centígrados, sino a unos 27 grados centígrados (alrededor de 80 grados Fahrenheit, que es una temperatura tropical típica en la Tierra) y se ha enfriado de forma pasiva desde que se extendió el protector solar. Como resultado, toda la estructura del telescopio se encoge ligeramente, como ocurre con la mayoría de los objetos a medida que se enfrían. Diseñado para este propósito, el JWST se construye con más cuidado que su forma final, y primero debe instalarse por completo en su estado final refrigerado antes de que esté en pleno funcionamiento.
Una vez que el JWST esté listo para operaciones científicas, tendrá muchos objetivos de estudio. Uno será el agujero negro supermasivo central de la Vía Láctea, Sagitario A*, que se une a varios otros observatorios, incluido el Event Horizon Telescope (EHT), como parte de un esfuerzo de décadas para comprender el enorme objeto masivo en el corazón de nuestra galaxia. .
Una de las muchas dificultades para estudiar Sagitario A* es que, desde nuestro punto de vista en la Tierra, casi la mitad de una galaxia de gas y polvo se encuentra en el camino óptico, sin mencionar el material más denso y caliente que forma el núcleo de la galaxia. El propio Sagitario A* también brilla aproximadamente una vez cada hora, lo que dificulta fotografiarlo. Se espera que las capacidades combinadas de EHT, que proporcionó las primeras imágenes de un agujero negro en 2019, y JWST, que está diseñado para ver a través de nubes de gas y polvo, puedan distinguir el negro con mayor precisión. Brecha.
JWST también está listo para unirse a un estudio de galaxias cercanas que incluye el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) de la Tierra en Chile y el Telescopio Espacial Hubble. Los astrónomos planean usar la capacidad de Webb para mostrar longitudes de onda de luz infrarrojas, complementando las capacidades de ALMA para mostrar radiación de microondas y la capacidad del Hubble para observar luz visible, para observar a través de nubes de gas y polvo en otras galaxias y profundizar el conocimiento de la humanidad sobre la formación de galaxias.
Este trabajo también seguirá las extraordinarias observaciones del Telescopio Espacial Spitzer (misión inicial 2003-2009; misión Warm Spitzer 2009-2020) y el Observatorio Espacial Herschel (2009-2013), dos de los telescopios infrarrojos más potentes jamás construidos. Los resultados de estos dos telescopios obligaron a reevaluar nuestra comprensión del universo, incluida la importancia de la radiación térmica en la formación de estrellas y galaxias.
Si bien el JWST no observa las mismas longitudes de onda que sus predecesores, diseñado como un complemento en lugar de un sustituto, sin duda continuará la tendencia de estos descubrimientos cuando esté en pleno funcionamiento.
