Los telescopios gigantes salen al espacio

Tanto el Herschel, como el James Webb Space Telescope, los dos telescopios gigantes que saldrán al espacio en los próximos años, plantean desafíos tecnológicos tan ambiciosos como los objetivos científicos que persiguen. Uno de estos objetivos es común: entender cómo se formaron las primeras estrellas y galaxias en el universo. En ambos proyectos participa España.

Lanzar al espacio un espejo de varios metros es toda una hazaña tecnológica. O lo será cuando se consiga, previsiblemente en 2007 con Herschel, una de las próximas misiones de la Agencia Europea del Espacio (ESA). Los 3,2 metros de diámetro su espejo son lo máximo que permite el cohete Ariane 5 que lo lanzará, y está hecho de un novedoso material, carburo de silicio, que lo hace resistente y a la vez ligero. Son cualidades irrenunciables: el espejo, finísimo -unos milímetros de grosor- , debe soportar las fuertes vibraciones del lanzamiento y los bruscos cambios de temperatura en el espacio exterior sin deformarse ni una milésima de milímetro.

Lanzar al espacio un espejo de varios metros es toda una hazaña tecnológica

Además esta vez, al contrario que con el Hubble, reparado por astronautas cuando estaba ya en órbita, en este casi los fallos post-lanzamiento no tendrán remedio. El Herschel estará a 1,5 millones de kilómetros de la Tierra, casi cinco veces la distancia a la Luna, orbitando en un punto virtual en el espacio que resulta perfecto para las observaciones astronómicas porque deja atrás el ruido que genera la emisión de la Tierra y el Sol.

Herschel abrirá camino para el James Webb Space Telescope (JWST), un proyecto de la NASA, la ESA y la Agencia Espacial Canadiense que tendrá que superar los mismos obstáculos más otros nuevos. Su espejo tendrá que hacer parte del viaje, también hasta el segundo punto de Lagrange, plegado como una margarita y se desplegará en el espacio; un mecanismo de altísima precisión ajustará la posición de cada pétalo, cuyo grosor no superará el de una moneda.

Tanto el Herschel como el James Webb verán radiación infrarroja: el Herschel en infrarrojo lejano y el JWST en infrarrojo medio. Todos los cuerpos emiten radiación infrarroja, más cuanto más calientes están; así que para que la emisión de los objetos celestes no quede enterrada bajo la de los propios instrumentos éstos deben estar enfriados a temperaturas muy cercanas al cero absoluto, 270 grados centígrados bajo cero. El JWST recurre para ello a un inmenso parasol del tamaño de una cancha de tenis que, plegado, enfriará el telescopio protegiéndolo de la luz solar.

¿Cuál es el premio de superar todas estas dificultades? Adentrarse por primera vez en la llamada Edad Oscura del universo, un periodo de unos dos mil millones de años tras el Big Bang demasiado lejano, inaccesible, para los instrumentos actuales. Es la época en que aparecieron las primeras estrellas y galaxias, un proceso que plantea muchas preguntas a los astrónomos.

Santiago Arribas, astrónomo de la ESA desplazado al Instituto del Telescopio Espacial, en Baltimore (EE UU), para trabajar en el instrumento que esta agencia construye para el JWST, explica: "Tenemos evidencias de que las galaxias se han formado de manera jerárquica: es decir, mediante fusiones de protogalaxias que dan lugar a galaxias más masivas, que a su vez se fusionan con otras y así sucesivamente, hasta llegar a las galaxias que vemos a nuestro alrededor. Pero no entendemos muchos detalles de este proceso, principalmente porque las galaxias que observamos hoy en épocas muy tempranas del universo, por ejemplo con el Hubble, son los objetos más brillantes y muy posiblemente no son representativas".

El Herschel y el JWST, con sus grandes espejos y sin la barrera de la atmósfera terrestre, son telescopios idóneos para explorar la Edad Oscura, entre otras cosas porque la expansión del universo hace que la radiación que emiten los objetos más lejanos se desplace hacia el infrarrojo. "Herschel estudiará la emisión de los objetos más distantes a través de su emisión en el infrarrojo lejano. Eso nos permitirá hacer un censo de las primeras galaxias y estudiar su evolución", explica José Cernicharo, del CSIC y uno de los cinco Científicos de Misión nombrados por la ESA para Herschel -coordinan los programas científicos de los consorcios internacionales que construyen los instrumentos y controlan que éstos últimos cumplan las especificaciones-.

El JWST completará el trabajo de Herschel con datos en una longitud de onda diferente y mayor resolución."Con el JWST podremos observar las galaxias durante toda la historia del universo, y no sólo las más brillantes. Muy probablemente el JWST nos permitirá observar los primeros objetos luminosos del universo después del Big Bang", dice Arribas.

El instrumento en que trabaja este astrónomo español, NIRspect, es un ejemplo de cómo "la tecnología se lleva a sus límites" en estos telescopios. Es un espectrómetro para observar a la vez cientos de las galaxias más lejanas: construye automáticamente máscaras para cubrir el fondo celeste y dejar pasar sólo la luz de lo que se quiere observar, a través de agujeros de menos de décimas de milímetro. "La dificultad es generar las máscaras cuando el instrumento se encuentra a 1.5 millones de kilómetros de la Tierra", dice Arribas.

Otro objetivo de estos telescopios es detectar la emisión de muchas de las moléculas presentes en los objetos astronómicos y en el medio interestelar, algo posible gracias a que trabajan en el infrarrojo. Excepto unos pocos átomos formados en el mismo Big Bang, los demás han sido fabricados en el centro de las estrellas, así que sabiendo qué moléculas hay en una galaxia se deduce también qué tipo de estrellas hay y ha habido en esa galaxia. Con Herschel se podrá saber si las estrellas en las primeras galaxias eran masivas, intermedias o de poca masa.