El 25 de diciembre de 2021, a las 13:20 h (hora peninsular española), ha despegado con éxito desde el puerto espacial europeo en Kurú (Guayana Francesa), a bordo de un cohete Ariane 5, el observatorio que está llamado a revolucionar la astrofísica en la próxima década: el telescopio espacial James Webb (JWST, abreviado como el Webb).

El acontecimiento lo han confirmado y retransmitido por sus redes sociales las tres agencias espaciales que han participado en la construcción de este enorme observatorio: la NASA —que lidera el proyecto—, la europea ESA y la canadiense CSA.

Juntas colaboran desde el año 1996, cuando un comité de expertos recomendó desarrollar un telescopio espacial para observar el universo en luz infrarroja. Esta longitud de onda permite ver a través de las nubes de polvo y gas, ampliando la visión más atrás en el espacio y el tiempo, hasta hace unos 13.500 millones de años, respecto a lo que permite el Hubble operando con luz visible (unos 12.500 millones de años).

"El Webb observará una época del universo nunca vista anteriormente en la que las primeras galaxias y estrellas se estaban formando, vamos a explorar un territorio desconocido", destaca Macarena García Marín, astrofísica de la ESA que trabaja con uno de sus instrumentos.

Pero antes de comenzar sus operaciones científicas, el observatorio se enfrentará a su complejo despliegue en el espacio. Su espejo de 6,5 metros y enorme parasol, aún más grande, se han tenido que doblar en un cohete de 5 m de diámetro.

De forma similar a meter un barco en una botella, el JWST se ha lanzado plegado, pero ahora sus piezas deben abrirse muy despacio en el frío vacío espacial durante las primeras semanas de viaje, los llamados 29 días al límite.

"Este telescopio es muy importante para la ciencia, pero también para la ingeniería espacial", subraya Begoña Vila, ingeniera de sistemas de la NASA para otro instrumento y presentadora en español del lanzamiento del Webb, "porque hasta ahora estamos limitados por el tamaño del cohete y no podemos mandar nada más grande: es el primero que vamos a enviar con el espejo y el parasol doblado, y hay que demostrar que lo podemos desplegar en órbita. Se abre un campo nuevo para futuras misiones".

Durante los primeros seis meses de puesta a punto, el llamado periodo de comisión, los científicos y responsables de la misión revisarán que todos los sistemas funcionan correctamente, encenderán los instrumentos, alinearan los espejos y recibirán las primeras imágenes y espectros de prueba desde el telescopio.

Componentes del Webb

El conjunto se asienta en una aeronave o spacecraft sobre la que está el gigantesco escudo solar o parasol, tan grande como una pista de tenis y dividido en cinco capas, que lo protegen de la luz y el calor que llegan desde el Sol y la Tierra. La temperatura en la parte orientada hacia nuestra estrella puede rondar los 100 ºC, mientras que detrás, en la lado frio en el que trabajan los instrumentos, alcanzar los -235 ºC.

Encima del parasol multicapa se sitúa el telescopio en sí mismo, formado por el espejo primario de 6,5 m con 18 piezas hexagonales. Está fabricado de berilio revestido de oro, un metal precioso que refleja muy bien la débil luz infrarroja para su posterior detección.

Justo detrás del gran espejo se ha montado un módulo científico (ISIM) con cuatro instrumentos. Un espejo secundario reflejará la luz del primario en ellos. Además la nave cuenta con otros elementos, como antenas, estabilizadores y un sensor de guiado fino (FGS) para orientarse de forma muy precisa y mantener el observatorio estable.

De los cuatro instrumentos, tres operan en el infrarrojo cercano (NIRCam de la NASA, NIRSpec de fabricación enteramente europea y NIRISS canadiense), y otro en el infrarrojo medio (MIRI, construida al 50% entre la NASA y la ESA).

Dentro llevan cámaras para tomar imágenes de objetos astronómicos, espectrógrafos que descomponen la luz en sus colores para analizarla y coronógrafos para bloquear la luz de las estrellas, lo que permite observar los planetas que orbitan en torno a ellas.

Análisis de atmósferas exoplanetarias

Además de observar las primeras galaxias y estrellas que se formaron tras el Big Bang, las observaciones infrarrojas y espectroscópicas del Webb ayudarán a estudiar esos exoplanetas.

Uno de los objetivos es analizar la composición de sus atmósferas, especialmente la detección de biomarcadores o moléculas asociadas a la vida, como el agua.

Las posibilidades de investigación que ofrece el Webb son enormes, y la comunidad científica ha planteado multitud de propuestas para acceder a sus datos.

El factor de presión para conseguir la información que facilita este telescopio espacial es uno de los más altos de la historia. El primer año de observaciones ya está todo aprobado y programado.

Operará en el lejano punto L2

Dentro de aproximadamente un mes, el Webb llegará a su destino. Orbitará alrededor del llamado punto de Lagrange L2, un lugar óptimo del sistema Sol-Tierra donde estabilizar y colocar este tipo de observatorios.

Ese punto se localiza a 1,5 millones de kilómetros, una distancia lo suficientemente grande (por comparar, la Luna está a unos 384.000 km) como para que, si alguna vez se estropea el telescopio, no puedan ir a repararlo los astronautas, como sí hicieron con el Hubble. Los científicos confían en que su sucesor no tenga problemas tras años de test criogénicos y pruebas.

En aquel lejano y frío punto L2 el James Webb escudriñará el universo al menos durante cinco años, pero está previsto que pueda funcionar otros cinco más.