Esta charla TEDx fue presentada por John C. Mather habla sobre cómo el telescopio espacial James Webb observará las primeras galaxias que se formaron en el universo temprano.
Mirará detrás de nubes de polvo y gas cósmico para revelar estrellas naciendo y descubrir nuevos detalles sobre lugares como Europa y Titán, que podrían albergar vida.
Transcripción
Cuando tenía seis años, mi padre me dijo que yo estaba hecho a base de pequeñas células llenas de cromosomas, que determinarían mi futuro. Y pensé: “Eso es impresionante. Hay tantas cosas misteriosas ahí que quiero saber más”. Y leí a Galileo y a Darwin y me hice científico. En esa época, apenas se conocía nada.
Aún no se sabía que los elementos químicos procedían de explosiones de estrellas, que todo lo que nos rodea era materia reciclada del interior de las estrellas. Así que no se sabía que somos estrellas recicladas. Pero nos dispusimos a medir el Big Bang y calculamos el mapa de la radiación cósmica de microondas, usando ondas milimétricas.
Aquí aparece el universo entero enmarcado por un óvalo, para que puedan verlo. Vemos que hay puntos fríos y calientes en la materia del Big Bang. Y la teoría actual es que ya estaban presentes desde el inicio, a saber exactamente por qué, y que permitieron la creación de galaxias, estrellas, planetas y finalmente humanos. Sin esos puntos, no habría personas. Así que, han resultado ser importantes.
¿Cómo fue el proceso? ¿Qué pasó después? Y decidimos tomar fotografías. Y lo hicimos con el telescopio espacial Hubble. Esta foto fue tomada hacia 1995 y muestra galaxias muy, muy, muy lejanas. Muestra lo que se puede conseguir con ese telescopio que tiene un diámetro de unos 2,43 m y puede observar la luz visible.
Nos emocionó conseguir esta foto que muestra miles de galaxias, aunque no lograron incluir las galaxias más lejanas, que estarían en su fase de nacimiento. Por tanto aquí no se ven imágenes del nacimiento de una galaxia. Era necesario tener un telescopio mucho más grande y potente que pudiera capturar la luz infrarroja del universo más distante, surgido de la propia expansión del universo.
No sabíamos lo que podríamos encontrar, pero los astrónomos pidieron por escrito: “Por favor, construyan un telescopio mucho más potente”. Y eso hicimos. Este es el telescopio espacial James Webb, que tiene un espejo gigantesco, es hexagonal y está bañado en oro para reflejar la luz infrarroja. Tiene una anchura de 6,40 m.
Lo protege un parasol de cinco capas de plástico metalizado tan grande como una pista de tenis. El telescopio es tan grande que no entraba en el cohete de no ser plegado como un origami. Fue un logro de ingeniería increíble simplemente idear y construir ese telescopio. Pero lo construimos. Y luego lo lanzamos. Subió al espacio desde la Guayana Francesa en la mañana de Navidad de 2021. Un lanzamiento perfecto.
La compañía Arianespace lo envió directo al objetivo marcado donde calculamos poder tener unos 20 años de observaciones científicas operacionales con ese magnífico telescopio. Tardó tan solo dos minutos en atravesar las nubes tropicales hacia el vacío del espacio exterior. Ahora quiero mostrarles cómo se desplegó en el espacio exterior, este telescopio origami. Primero desplegamos los paneles solares, luego la antena de transmisión para la comunicación bidireccional.
Después desplegamos los paneles que soportan el enorme parasol. Esto supone dos días en la vida real, pero aquí se lo muestro resumido. Es ciertamente un milagro de la ingeniería moderna, algo realmente complejo. Y quizás se pregunten si existe alguna alternativa a este gran telescopio. Pero la respuesta parece ser negativa. Hace falta un gran telescopio, que esté en el espacio exterior que sea frío, para evitar que brille y emita su propia luz infrarroja.
Y por último, que se despliegue lentamente con órdenes dadas desde aquí. Se preguntarán: “¿Cómo logran hacer funcionar algo tan complejo?“. En primer lugar, con prácticas y más prácticas, ensayos y pruebas, y ajustes si no está bien del todo. Luego, además, teniendo todo por duplicado, siempre que se pueda. En tercer lugar, recurriendo a todos los amigos y preguntándoles: “¿Tiene esto sentido?“. “¿Se les ocurre algo que sea un error que podamos estar cometiendo y que deberíamos subsanar antes del lanzamiento?“. Y el último paso es desplegar el propio telescopio. Y ahí lo vemos en el espacio, sin estar aún operativo porque sigue caliente y falta enfocarlo. Tuvimos que esperar varias semanas a que la temperatura bajara lo suficiente como para pasar a la siguiente fase.
Lo enviamos a un lugar llamado punto 2 de Lagrange, a más de un millón de km del Sol respecto a nuestra posición. Es un lugar que se desplaza alrededor del Sol con nosotros cada año, de modo que el telescopio no se aleja. Es el único lugar con esta disposición donde situar un telescopio, y donde poder tener un parasol lateral que lo proteja del Sol, de la Tierra y de la Luna. Y a continuación, ¿qué es lo que vimos? Enfocamos el telescopio y tomamos varias fotos de la misma estrella, pero esta vez con el Webb.
La foto borrosa es del telescopio espacial Spitzer lanzado en 2003. La foto nítida es del nuevo telescopio Webb. Estábamos emocionados con el éxito. Logramos una buena y nítida foto de la estrella, y ahora podemos calcular la sensibilidad de este objeto. De modo que si hubiera un abejorro, un objeto de un centímetro cuadrado, suspendido a una distancia del telescopio como entre la Tierra y la Luna, seríamos capaces de verlo, tanto por la luz que refleja como por el calor que emite. En realidad no hay abejorros en el espacio, pero sí cosas que no conocemos. Y estoy seguro de que este telescopio nos dará grandes sorpresas. Les mostraré lo que estamos observando.
Este es un lugar donde hay estrellas formándose en estos momentos. Ahora sabemos, más o menos, que las estrellas explotan y producen polvo, que se recicla formando nuevas estrellas. Este es un lugar donde se está reciclando. Hay estrellas naciendo de esta hermosa nube brillante de gas y polvo.
La mitad izquierda muestra lo que vemos a la luz visible con el telescopio Hubble. La mitad derecha nos muestra que se puede ver a través de la capa de polvo con una cámara de infrarrojos con la que también cuenta el Hubble. Es hermoso. Los astrónomos queremos ver el interior y lo haremos gracias al telescopio Webb. Podremos ver todo lo que hay en el sistema solar más allá de Marte. Y aquí va algo interesante, todos sabemos que podría haber vida en Marte. Y ¿qué pasa con Europa? Europa es un satélite de Júpiter que tiene un océano líquido cubierto de hielo.
Lo sabemos porque enviamos una sonda allí con el nombre del mismo Galileo, y vimos esto y tomamos esta foto. Se ve que hay agua que sale por las grietas entre los bloques de hielo que de vez en cuando, se pueden observar desde aquí. Y estamos planeando enviar una sonda que sobrevuele los chorros de agua y compruebe si contienen moléculas orgánicas. ¿Hay vida? Quizás. También observaremos este satélite con el telescopio Webb.
Más allá en el sistema solar, hemos estado observando Titán. Titán es la única luna del sistema solar que tiene océanos, lagos, lluvia, ríos y una atmósfera en la superficie. Es sin embargo tan frío que los hidrocarburos metano y etano son líquidos, y que aquí en la Tierra usamos como combustible.
Examinaremos todo esto con el telescopio Webb y enviaremos una sonda que aterrice o incluso un helicóptero para explorar. ¿Se trata de un lugar en el que puede haber vida? Es posible. La gente me pregunta a menudo, ¿podemos afirmar que el tipo de vida que conocemos es el único? Quizás no. Y de no serlo, ese es un buen lugar para mirar, pues es diferente, pero aun así tiene materia sólida, líquida y gaseosa y tiene un hidrocarburo líquido, que podría ser un posible disolvente. Ya veremos.
Lo siguiente a averiguar es, ¿hay planetas alrededor de otras estrellas que puedan contener vida? Y eso es lo buscaremos en estrellas pequeñas que tienen planetas del tamaño de la Tierra. Si un planeta se cruza con la estrella, puede bloquear parte de su luz, y esa luz de la estrella atraviesa la atmósfera del planeta, si la tiene, y si está en la trayectoria del telescopio podemos analizar y descubrir la química de dicha atmósfera.
Así que, en primer lugar, ¿Tiene atmósfera un planeta pequeño similar a la Tierra? En segundo lugar, ¿contiene moléculas en la atmósfera? Y en tercer lugar, ¿podría haber agua? ¿Hay suficiente agua ahí fuera como para que exista un océano líquido? Quizás. Lo averiguaremos y se lo diremos. Por tanto ¿estamos solos? Realmente no lo sé.
Pero a este proyecto le seguirán telescopios aún más potentes que puedan examinar pequeñas tierras alrededor de estrellas como el Sol. Y entonces podremos decir: “¿De verdad son como nuestro hogar?”. Y quizás lo sean. Les contaremos todo lo que descubramos desde las primeras observaciones del próximo verano. Así que estén pendientes. Los astrónomos viajamos a la velocidad de la luz y a la velocidad de la imaginación.