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Hablando con Científicos

El conocimiento científico crece gracias a la labor de miles de personas que se esfuerzan, hasta el agotamiento, por encontrar respuestas a los enigmas que plantea la Naturaleza. En cada programa un científico conversa con Ángel Rodríguez Lozano y abre para nosotros las puertas de un campo del conocimiento.

El Universo visto con el Telescopio James Webb y NIRSpec. Hablamos con Santiago Arribas Mocoroa.

Telescopio espacial James Webb - Hablando con Científicos podcast - Cienciaes.com

Más allá de la Tierra y la Luna, a millón y medio de kilómetros de nosotros, se encuentra una de las obras más complejas y maravillosas jamás construidas por el ser humano: El telescopio espacial James Webb (JWST). Su espejo segmentado, de seis metros y medio de diámetro, protegido de los rayos del Sol por un enorme escudo, está permanentemente mirando las profundidades del Cosmos, recogiendo la información que llega desde estrellas y galaxias.

El Telescopio ha sido diseñado para captar, fundamentalmente, la radiación infrarroja procedente del cosmos, una radiación permitirá a los científicos obtener información sobre el Universo en sus primeros momentos, sobre los grandes cúmulos de galaxias, las enormes nubes de gas y polvo que sirven de cuna a las estrellas y los planetas que orbitan soles lejanos. Cuatro instrumentos altamente sofisticados recogen y analizan esa radiación, a uno de ellos, un espectrógrafo de nombre de NIRSpec, dedica su quehacer científico nuestro invitado, el investigador del CSIC en el Centro de Astrobiología, Santiago Arribas Mocoroa.

Santiago Arribas explica algunas de las características que hacen del JWST un telescopio único. Una de las cuestiones que primero sorprenden de él es su ubicación en el espacio. Está situado en un punto denominado Lagrange 2, a 1,5 millones de kilómetros de la Tierra en dirección opuesta al Sol. Allí, gracias a la acción combinada de las fuerzas gravitatoria de la Tierra, la Luna y el Sol, el telescopio espacial se mueve alrededor de nuestra estrella manteniendo permanentemente su distancia a la Tierra, como si un radio invisible conectara a los tres.

Debido a que el JWST ha sido pensado para captar la radiación infrarroja, un tipo de radiación que emiten los cuerpos calientes, protegerlo de la energía que desprenden el Sol y la Tierra es fundamental. Si el telescopio no estuviera protegido de la radiación que emana de nuestro planeta, la Luna y el Sol, no podría observar el universo “sería como intentar ver el firmamento desde la superficie terrestre a la luz del día” – comenta Santiago Arribas. Para proteger el telescopio, los científicos e ingenieros lo han dotado de un enorme y complejo escudo, de un tamaño semejante al de una cancha de tenis. El poder protector de este “escudo solar” es tal que la superficie en la que incide la radiación alcanza temperaturas de 125ºC, mientras que, en el lado opuesto, en la sombra, el telescopio y sus instrumentos están a 235ºC bajo cero.

El espejo primario del JWST está formado por 18 segmentos hexagonales que, combinados, crean un espejo con un diámetro de 6,5 metros, lo que proporcionará imágenes de muy alta resolución, más que el Hubble, cuyo espejo tiene 2,4 metros de diámetro.

La luz infrarroja recogida por espejo primario será recogida y estudiada gracias a cuatro instrumentos científicos: NIRSpec (Near-Infrared Spectrograph), MIRI (Mid-Infrared Instrument), NIRCAM (Near-Infrared Camera) y FGS/NIRISS (Fine Guidance Sensor/Near InfraRed Imager and Slitless Spectrograph).
Santiago Arribas, miembro del equipo científico de NIRSpec, explica por qué es importante analizar la luz infrarroja cuando se estudia a los objetos más distantes del Universo “El hecho de que el Universo se está expandiendo hace que, cuando un objeto que está muy distante se aleja de nosotros a mucha velocidad y, como consecuencia, la radiación que emite se desplaza hacia el rojo. Así, si se quiere analizar la luz en el visible y ultravioleta que esos objetos emitieron, dado que esa luz se ha enrojecido, es conveniente tener objetos que capten la luz infrarroja.

Lo que hace NIRSpec es descomponer la luz infrarroja procedente de los objetos astronómicos en sus frecuencias constituyentes, lo mismo que descomponemos la luz blanca en colores. “Esto es importante en astrofísica – dice Santiago Arribas- porque descomponiendo y analizando la luz, podemos inferir mucha información de los objetos que estudiamos; se pueden conocer parámetros físicos, como la temperatura o densidad, se puede saber su composición química, es decir qué elementos químicos están presentes y, también, se pueden estudiar los movimientos, como por ejemplo los vientos galácticos”. Lo más innovador de NIRSpec es que contiene una matriz de un cuarto de millón de microobturadores que se pueden abrir y cerrar, como los diafragmas de las cámaras fotográficas. Gracias a estos diminutos obturadores NIRSpec podrá observar un centenar de objetos a la vez y obtener sus espectros.

Os invito a escuchar a Santiago Arribas Mocoroa, profesor de investigación del CSIC en el Centro de Astrobiología y miembro del equipo científico del instrumento de NIRSpec del Telescopio Espacial James Webb.

Referencias:

James Webb Space Telescope
NIRSpec
NIRSpec, The Near-ir Multi-object Spectrograph For JWST


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