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10 enero, 2022

El Telescopio Espacial James Webb: un hito en el estudio del universo

Expertos en la ciencia astrofísica de la UANL están a la expectativa de lo que acontece con el telescopio lanzado por la NASA ya que permitirá ver lo nunca antes visto en el universo: el nacimiento de las estrellas, el desarrollo de las galaxias, la formación de los planetas, los asteroides desconocidos y tener información sobre los agujeros negros.

Por: Esperanza Armendáriz  

Científicos de la Universidad Autónoma de Nuevo León trabajan líneas de investigación relacionadas con las dinámicas de galaxias en grupos compactos, la materia oscura y el desarrollo de las estrellas, estudios que se verán favorecidos con la información que arroje el Telescopio Espacial James Webb.

En un hecho inédito, 21 países unieron sus recursos humanos, tecnológicos y económicos para poder lanzar al espacio este telescopio que es considerado el más grande en toda la historia de la humanidad, cuyo espejo primario mide 6.5 metros de diámetro y que permitirá obtener imágenes con una resolución y una sensibilidad sin precedentes en toda la astronomía espacial.

El Telescopio Espacial James Webb: un hito en el estudio del universo
El Telescopio Espacial James Webb: un hito en el estudio del universo

Investigadores de la UANL coinciden en que los datos que surjan de este instrumento fortalecerán líneas en este campo de estudio, proyectos que lideran la doctora Esmeralda Romero Hernández, especialista en física solar, y el doctor Francisco Javier Tamayo Amaya, experto en ciencia astrofísica.

Impacto del James Webb en la astrofísica

El telescopio espacial James Webb, un proyecto ambicioso en la astronomía, fue lanzado desde la NASA el pasado 25 de diciembre de 2021, pero será dentro de un mes cuando se instale en la órbita L2 de Lagrange, que es un punto estable gravitacional del sistema sol-tierra. Ahí permanecerá de 5 a 10 años, que es la esperanza de vida que tiene estimada.

El telescopio siempre va a estar detrás del Sol, la Tierra siempre lo va a ocultar del Sol porque los instrumentos que tiene este telescopio tienen que estar muy fríos; se va a ubicar a 1 millón 500 kilómetros de distancia de la Tierra, es decir, muy lejos".

Francisco Javier Tamayo Amaya

Doctor en ciencia astrofísica por la UNAM

“Esto es una desventaja porque si falla algo, como falló el telescopio Hubble, no se van a poder enviar astronautas para su mantenimiento. Es por eso que se tuvo mucho cuidado en que todo estuviera lo más perfecto posible”, explicó.

El doctor en ciencia astrofísica agregó que cuando el James Webb llegue a la órbita L2 y se instale comenzará a hacer calibraciones de los diferentes instrumentos y pruebas de funcionamiento, ya que este telescopio presenta como característica particular que está formado por ocho segmentos de espejos hexagonales que tienen que formar uno, como si fuera un espejo primario.

El Telescopio Espacial James Webb: un hito en el estudio del universo
El Telescopio Espacial James Webb: un hito en el estudio del universo

Agrega que en realidad son 18 (espejos), pero las observaciones harán parecer que es un espejo monolítico, así que la exactitud para lograrlo tiene que ser nanométrica. Todo este trabajo llevará 5 meses, y la primera imagen del telescopio espacial la podremos conocer en agosto o septiembre próximos.

Este telescopio, a diferencia del Hubble, que se enfocaba en longitudes de onda visibles, se va al infrarrojo medio y al infrarrojo profundo, esto significa que el polvo interestelar y las nubles moleculares ya no le van a ‘estorbar’ y vamos a poder llegar hasta el núcleo de las estrellas y vamos a poder ver los procesos de formación, tanto de las galaxias primitivas como de las estrellas primitivas”.

Francisco Javier Tamayo Amaya

Lo anterior marca un hito en el estudio del universo, porque se podrán observar los objetos más distantes, lo no visto hasta ahora; se conocerá además la formación de las primeras galaxias, de las primeras estrellas e incluso entrar tan profundo en el núcleo de las estrellas, lo que permitirá saber cómo se forman los planetas.

“Para mí, lo más impactante que este telescopio James Webb nos permitirá lograr es que vamos a tener imágenes directas de exoplanetas, es decir, ahora sí vamos a poder investigar las atmósferas de planetas que están en otros sistemas solares. Vamos a poder ver cómo es que nació la vida, discernir inquietudes al respecto”, adelantó Tamayo Amaya.

Desentrañar el sistema solar

El telescopio espacial James Webb aportará mucha información sobre la formación del sistema solar, es por eso que hay muchas expectativas en la comunidad científica para resolver preguntas que el Hubble no ha podido resolver.

“Hay muchas preguntas porque nuestro sistema solar aparentemente es muy peculiar. En todos los sistemas extrasolares que se han encontrado, o al menos la gran mayoría, la composición de sus planetas es diferente a nuestro sistema solar, es decir, se ha encontrado que los planetas gigantes están más cerca de la estrella que los habita y en este sistema en que estamos nosotros es lo contrario, los planetas están en el exterior, es por eso que queremos saber cómo se forma un sistema solar”, expuso el astrofísico.

El Telescopio Espacial James Webb: un hito en el estudio del universo
El Telescopio Espacial James Webb: un hito en el estudio del universo

Francisco Tamayo Amaya expresó que con el telescopio será posible estudiar las atmósferas de los exoplanetas, se va a poder describir su composición química, es decir, si tienen agua, oxígeno, nitrógeno, litio; porque el telescopio cuenta con cuatro instrumentos para este tipo de análisis, como es el espectrógrafo de infrarrojo.

“Vamos a poder inferir un poco más, saber si tiene probabilidad de que tenga vida como la conocemos o no. Imagínese que encontremos un planeta con las mismas condiciones que nuestro planeta o que sea muy parecido, por ende, se puede inferir que hay vida al menos como la conocemos, al menos hay mares, hay ríos. Va a ser muy emocionante”, ejemplificó.

La doctora Esmeralda Romero Hernández, experta en el estudio del Sol, coincide con Tamayo Amaya en que el Hubble dejó varias preguntas, también relacionadas con la formación de las primeras estrellas, su campo de investigación.

Tamayo Amaya señala que lo que hace 20 años era ciencia ficción, ahora es realidad, ver imágenes directas de planetas extrasolares era imposible, pero ahora se espera tener las primeras imágenes en los próximos meses.

“El objetivo del telescopio James Webb es estudiar el espacio profundo, la formación de las primeras galaxias y estrellas y la formación de sistemas planetarios, la búsqueda de exoplanetas, hasta incluso estudiar sus atmósferas. Se ha dicho que este telescopio es el sucesor del Hubble y tres veces más caro; es un proyecto muy ambicioso”, confirmó.

Este telescopio es considerado el nuevo ojo en el universo para la comunidad científica, “es el relevo del Hubble, que alrededor del 2000 tenía unas imágenes del espacio profundo que no podíamos creer; ahí empezó el sueño de tomar una imagen del universo temprano, de lo más viejo, de cuando se formó”, continuó.

Los estudios de los científicos de la UANL

La doctora Esmeralda Romero Hernández, egresada del Instituto de Geofísica de la UNAM, tiene entre sus líneas de investigación el estudio de la dinámica de las estrellas y dejó claro que con el telescopio James Webb se podrá conocer la formación de otros sistemas planetarios.

Será posible con esta herramienta en el espacio saber cómo se desarrollan las estrellas, y en qué momento de su vida empieza a incrementar su actividad, porque la actividad del Sol varía en cuanto va incrementando su edad, y podría ayudarnos en nuestros proyectos científicos”.

Esmeralda Romero Hernández

Egresada del Instituto de Geofísica de la UNAM

En tanto, el doctor Francisco Tamayo, también formado en la UNAM, investiga sobre las dinámicas de galaxias en grupos compactos, es decir, galaxias de alta densidad.

El Telescopio Espacial James Webb: un hito en el estudio del universo
El Telescopio Espacial James Webb: un hito en el estudio del universo

“Tenemos galaxias en una esfera muy pequeña interactuando gravitacionalmente entre sí, entonces la teoría actual de dinámica de galaxias nos dice que esos grupos ya deberían haberse fusionado y sin embargo los observamos; entonces nosotros los que estamos haciendo es ver por qué existen.

Y lo hacemos por medio del análisis dinámico, entonces este telescopio, con la formación de las galaxias al inicio de las mismas, nos pueda dar indicios de por qué existen estos grupos, tal vez nos dé información de la materia oscura, de la energía oscura, hay un sinfín de posibilidades, pero sí aportará el estudio de la dinámica de las galaxias”.

Francisco Javier Tamayo Amaya

El científico agregó que estas simulaciones cosmológicas conforman la parte teórica de los estudios y la desarrollan desde la súper computadora DIRAC-2, que está en la UNAM.

“La simulación que estamos analizando nosotros es una de las más sofisticada que hay hasta ahora, que es la EAGLE. En México no hay la capacidad computacional para hacer ese tipo de simulaciones. Nosotros le pedimos a la Universidad de Durham, en Reino Unido, que nos diera acceso a la base de datos de esa simulación”, concluyó.

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