Desde su lanzamiento el 25 de diciembre de 2021, el telescopio espacial James Webb se convirtió en el principal observatorio de ciencias espaciales del mundo. Este artefacto resuelve los misterios de nuestro sistema solar para ayudar a comprender el origen del universo.
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Según la NASA, su objetivo lo busca viendo más allá de mundos distantes alrededor de otras estrellas y explorando las misteriosas estructuras y los orígenes del cosmos y nuestro lugar en él.
“Los científicos llevan 40 años estudiando el universo con telescopios espaciales que observan en el espectro infrarrojo, incluidos el Satélite Astronómico Infrarrojo (IRAS), lanzado en 1983; el telescopio espacial Spitzer, lanzado en 2003; y ahora el telescopio espacial James Webb, lanzado en 2021”, precisa la NASA.
La línea de tiempo infrarroja
En diciembre, la NASA celebrará el segundo aniversario del lanzamiento del telescopio espacial James Webb, el observatorio espacial más grande y poderoso de la historia. La claridad de sus imágenes ha inspirado al mundo, al tiempo que todavía los científicos apenas empiezan a explorar el tesoro científico que Webb está produciendo.
El éxito de Webb se basa en cuatro décadas de telescopios espaciales que también detectan la luz infrarroja (la cual es invisible a simple vista); en particular, en el trabajo de otros dos telescopios retirados de la NASA que celebraron grandes aniversarios este año: en enero se cumplió el 40 aniversario del lanzamiento del Satélite Astronómico Infrarrojo (IRAS, por sus siglas en inglés), mientras que en agosto se cumplió el 20 aniversario del lanzamiento del telescopio espacial Spitzer.
Río Ofiuco, captado por el IRAS, una región estelar a 394 años luz del sistema solar.
Esta herencia salta a la vista en las imágenes de la NASA de Ro Ofiuco, una de las regiones de formación estelar más cercanas a la Tierra. IRAS fue el primer telescopio infrarrojo lanzado a la órbita terrestre, por encima de la atmósfera que bloquea la mayor parte de las longitudes de ondas infrarrojas. Aunque las espesas nubes de gas y polvo de Ro Ofiuco bloquean la luz visible, la visión infrarroja de IRAS le permitió convertirse en el primer observatorio en penetrar estas capas para revelar estrellas recién nacidas enclavadas en lo profundo de su interior.
Veinte años después, los múltiples detectores infrarrojos de Spitzer ayudaron a los astrónomos a asignar edades más específicas a muchas de las estrellas, proporcionando información sobre cómo evolucionan las estrellas jóvenes en todo el universo. La vista infrarroja aún más detallada de Webb muestra chorros que brotan de estrellas jóvenes, así como discos de material a su alrededor; estos son los ingredientes de futuros sistemas planetarios.
Las nubes de gas y polvo del espacio, como la de Ro Ofiuco, irradian sobre toda luz infrarroja, que el ojo humano no puede detectar. IRAS, el primer telescopio infrarrojo en órbita terrestre, captó imágenes de la región en 1983 y reveló características ocultas hasta entonces, como la formación de estrellas en las profundidades del polvo.
El Ro Ofiuco también fue fotografiado por el telescopio espacial Spitzer de la NASA en 2003. Spitzer tenía un campo de visión más amplio y de mejor resolución que sus predecesores, proporcionando esta imagen más detallada de la región, así como más información sobre la formación estelar.
Por su parte, de forma inédita como acostumbra, el Webb reveló al Ro Ofiuco como nunca antes, mostrando nuevas características de la región de formación estelar a los astrónomos en esta impresionante imagen de 2023.
“Otro ejemplo es la estrella Fomalhaut, un cuerpo estelar rodeado por un disco de escombros similar a nuestro cinturón de asteroides. Hace cuarenta años, fue uno de los principales descubrimientos de IRAS debido a que el disco de polvo también sugería fuertemente la presencia de al menos un planeta, en un momento en el que aún no se habían encontrado planetas fuera del sistema solar. Observaciones posteriores de Spitzer mostraron que el disco tenía dos secciones —una región exterior fría y una región interior cálida— y revelaron evidencia adicional de la presencia de planetas”, relata la NASA.
Muchos otros telescopios, incluido el telescopio espacial Hubble de la NASA, han estudiado a Fomalhaut y, a principios de este año, las imágenes de Webb dieron a los científicos su visión más clara de la estructura del disco. Webb reveló dos anillos de rocas y gases nunca antes vistos en el interior de la discoteca. La combinación del trabajo de generaciones de telescopios está poniendo en claro relieve la historia de Fomalhaut.
Fomalhaut.
Un visionario sondeo astronómico en el infrarrojo
La NASA indica que cuando IRAS fue lanzado, en 1983, los científicos no estaban seguros de lo que revelaría esta misión. No podía predecir que el infrarrojo eventualmente se utilizaría en casi todas las áreas de la astronomía, incluyendo los estudios de la evolución de las galaxias, el ciclo de vida de las estrellas, la fuente del omnipresente polvo cósmico, las atmósferas de los exoplanetas, los movimientos de los asteroides y otros objetos cercanos a la Tierra, e incluso la naturaleza de uno de los mayores misterios cosmológicos de la historia, la energía oscura.
Telescopio IRAS.
IRAS preparó el escenario para el Observatorio Espacial Infrarrojo (ISO, por sus siglas en inglés), liderado por Europa, y el Observatorio Espacial Herschel; el satélite AKARI liderado por Japón; el Explorador de Sondeo de Infrarrojos de Campo Amplio (WISE, por sus siglas en inglés) de la NASA y el Observatorio Estratosférico para Astronomía Infrarroja (SOFIA, por sus siglas en inglés) de esta agencia, así como muchos observatorios transportados con globos.
“La luz infrarroja es esencial para comprender de dónde venimos y cómo llegamos aquí, tanto en la escala astrofísica más grande como en la más pequeña”, dijo Michael Werner, astrofísico del Laboratorio del Propulsión a Chorro (JPL, por sus siglas en inglés) de la NASA, quien se especializa en observaciones en el infrarrojo.
Werner se acompañó como científico de proyectos para Spitzer. “Utilizamos el infrarrojo para mirar hacia atrás en el espacio y el tiempo, con el fin de ayudarnos a comprender cómo surgió el universo moderno. Y el infrarrojo nos permite estudiar la formación y evolución de las estrellas y los planetas, lo que nos habla de la historia de nuestro propio sistema solar”.
El paso a Spitzer
Si IRAS era una misión de exploración de caminos, Spitzer fue diseñado para sumergirse profundamente en el universo infrarrojo. Muchos de los objetivos planetarios de Webb en su primer año ya habían sido estudiados con Spitzer, el cual era capaz de dedicarse a una extensa gama de objetivos científicos gracias a su amplio campo de visión y su resolución relativamente alta.
Telescopio Spitzer.
Durante su misión de 16 años, Spitzer descubrió nuevas maravillas a abarcar desde los confines del universo (incluyendo algunas de las galaxias más distantes jamás observadas en ese momento) hasta nuestro propio sistema solar (como un nuevo anillo alrededor de Saturno). Los investigadores también se sorprendieron al descubrir que el telescopio era una herramienta perfecta para estudiar los exoplanetas —planetas que están más allá de nuestro sistema solar—, lo cual era algo que no tenían contemplado al construirlo.
Webb también está allanando el camino para futuras misiones en el infrarrojo. La venidera misión Espectrofotómetro para la Historia del Universo, la Época de la Reionización y el Explorador de Hielos (SPHEREx, por sus siglas en inglés) de la NASA, así como el próximo observatorio insignia de la agencia, el telescopio espacial Nancy Grace Roman , Continuarán explorando el universo en el infrarrojo.