Ciencia


El telescopio que hará que el James Webb se vea como un juguete de piñata

La NASA construirá un artefacto capaz de retratar planetas fuera del sistema solar, con la nitidez con la que los humanos fotografían su comida.

OMAR CARRASQUILLA LEÓN

09 de agosto de 2022 02:53 PM

Las imágenes del Universo profundo nunca antes visto que ha proporcionado el James Webb no dejan de sorprender. El artefacto es el más potente jamás construido cuyo costo fue de 10 mil millones de dólares y tiene el objetivo de estudiar el origen del Universo.

(Lea: ¿Por qué Júpiter no tiene anillos tan notorios como los de Saturno?)

Tiene pocos meses en el Espacio luego de su lanzamiento el pasado 25 de diciembre desde Guayana Francesa, en un esfuerzo conjunto entre la NASA, la ESA y la Agencia Espacial Canadiense. Los astrónomos y científicos vaticinan que aún es mínimo lo que ha mostrado, por lo que recomiendan estar sentados con sus próximos hallazgos.

No obstante, la curiosidad humana y la tecnología tienen apetitos voraces. La agencia espacial estadounidense construirá un telescopio tan avanzado que podrá ver en alta resolución los exoplanetas (fuera del sistema solar). Eso permitirá el análisis de estos lugares con altas probabilidades de albergar vida.

El telescopio que hará que el James Webb se vea como un juguete de piñata

Simulación de la NASA de un exoplaneta rocoso.

Se espera que su construcción se tome algunas décadas y, según la NASA, hará que el James Webb parezca unos sencillos binoculares o un juguete.

El telescopio de gravedad de Stanford

Así se llama el telescopio que hoy es un proyecto. “Es un instrumento tan increíblemente potente que permitirá, por primera vez en la historia, ver un planeta en otro sistema solar en detalle. Tanto detalle — en la escala de decenas de kilómetros por pixel – que los astrónomos aseguran que podremos observar continentes, océanos, nubes y hasta volcanes en activo. De hecho, afirman que podremos ver cómo se mueve la atmósfera mientras el exoplaneta rota en torno a su estrella madre”, explicó Jesús Díaz, periodista científico.

Según El Confidencial, el proyecto es uno de los tres que ha pasado a la fase 3 de financiación en el Instituto de Conceptos Avanzados de la NASA y sus inventores han publicado recientemente un nuevo estudio en el diario científico The Astrophysical Journal donde ofrecen nuevos detalles sobre cómo planean hacerlo realidad.

“Ya sabíamos que este telescopio espacial no usará lentes convencionales sino que explotará un fenómeno conocido como Anillo de Einstein. Estos anillos se pueden observar en torno a cualquier objeto masivo en el espacio, desde una estrella a una galaxia. La gravedad creada por la masa deforma la luz que proviene de objetos muy lejanos situados detrás de la misma desde el punto de vista del observador, ampliándola y creando un anillo. Utilizando un algoritmo, este anillo se puede volver a recomponer, transformando una imagen deformada en una imagen normal”. precisó Díaz.

El James Webb, el Hubble y muchos observatorios terrestres ya utilizan este efecto con galaxias, revelando otras galaxias tan lejanas que no podríamos ver con el uso directo de los espejos y sensores actuales.

El Sol, un aliado

Alexander Madurovic y Bruce Macintosh, astrofísicos de la Universidad de Stanford, establecieron que al usar una lente gravitatoria se puede obtener una precisión de hasta 1000 veces más que los telescopios actuales. “La esperanza es usar este concepto para tomar mejores fotografías de planetas distantes”, expusieron.

Esta es una tecnología que aprovecha la capacidad de la gravedad para curvar el espacio-tiempo y permite ver grandes distancias. En otros términos, la lente gravitacional es un efecto teórico establecido por Albert Einstein, quien sostuvo que la gravedad distorsiona el espacio y crea un tipo de “óptica” que transmite la luz de una manera que los científicos describen como una lupa gigante.

Por consiguiente, la lente gravitacional puede ocurrir cuando una cantidad masiva de materia, como un gran grupo de galaxias, crea un campo gravitatorio que distorsiona y magnifica la luz de galaxias distantes detrás, pero en la misma línea de visión.

“Hasta ahora, la mayoría de las imágenes de lentes gravitacionales se crean usando cuerpos celestes masivos para doblar el espacio-tiempo, pero los astrofísicos de la Universidad de Stanford quieren usar el Sol como una fuerte fuerza gravitacional que les permita enfocarse en planetas demasiado lejanos para que cualquiera de ellos pueda verlos. De otra manera”, agregó la periodista Thera Pecina.

El telescopio que hará que el James Webb se vea como un juguete de piñata

Así funcionaría el telescopio gravitacional.

Macintosh expuso que quieren tomar fotografías de los planetas que orbitan alrededor de otras estrellas que sean tan buenas como las fotografías que podemos tomar de los planetas de nuestro sistema solar. “Usando esta tecnología, esperamos capturar una imagen de un planeta a 100 años luz de distancia que tenga el mismo efecto que la imagen de la Tierra del Apolo 8”, relató.

El telescopio y problema

El método que proponen los científicos de la Universidad de Stanford colocaría un telescopio detrás del Sol y usaría su gravedad para curvar y enfocar la luz a grandes distancias. “Pero dado que el Sol será la lente de enfoque, también obstruirá significativamente el objeto y permitirá que solo una pequeña cantidad del objetivo aparezca en forma de halo, similar al anillo que se puede ver desde la Tierra durante un eclipse total. Usando un algoritmo, los astrofísicos pueden tomar ese anillo y extrapolarlo a una imagen completa del planeta”, acotó la comunicadora.

El algoritmo puede cancelar la distorsión de la luz del anillo e invertir la flexión de la lente gravitatoria, que devuelve el anillo a un planeta circular.

El problema, según El Confidencial, está en que, para poder aprovecharse del Anillo de Einstein que puede ‘generar’ nuestro sol, el telescopio debe estar a una distancia mínima de entre 550 y 1.000 unidades astronómicas (AU). Básicamente, la misión buscaría poner el instrumento a 14 veces la distancia del Sol a Plutón, suficiente para poder investigar los miles de planetas que sabemos están en el rango de los 100 años luz de distancia.

Ahora mismo, la sonda Voyager 1, el objeto de origen humano más alejado de la Tierra, está a 156 AU después de 44 años de viaje. Así que el primer problema estará en acortar el tiempo de viaje. Ahora mismo no existe la tecnología, como por ejemplo los motores de fusión directa, capaces de acelerar un telescopio del tamaño del Hubble a la velocidad de 20 AU por año, el mínimo que consideran aceptable.

“Así que en vez de enviar un solo telescopio como el Hubble o el Webb, el equipo quiere enviar varios pequeños satélites modulares hacia el Sol, utilizando su efecto de asistencia gravitatoria combinado con velas solares para alcanzar el punto de observación en un tiempo aceptable”, expuso Díaz.

Y agregó: “La constelación de mini-satélites modulares, que para recortar costes se enviarán como carga en otros vuelos de cohetes, se ensamblarán en el espacio de forma autónoma, como si fueran bloques de Lego. De esta forma, podemos tener una misión lista para operar en apenas una década desde su lanzamiento. Una vez en su punto de observación, el telescopio operaría básicamente de forma autónoma usando inteligencia artificial y siguiendo una lista de objetivos preestablecida”

El motivo de esta autonomía es que, a la distancia operativa, las comunicaciones entre el telescopio y la Tierra tardarán unas 63 horas. Para maniobrar, el instrumento podría utilizar motores de iones durante los diez años que dure la misión científica.

El proyecto ambicioso que hoy tiene más teoría que realidad, emociona a la comunidad científica porque tendrán que enfrentar muchos desafíos. Algunas estimaciones dan un plazo de por lo menos de cincuenta años antes de que se pueda lanza. “Cabe recordar que el Webb, que en su momento era inimaginable, tardó en pasar de ser fantasía a fantástica realidad”, comentó Díaz.

Y concluyó: “Pero estos plazos no parecen importantes en la escala histórica, pues este nuevo telescopio tiene el potencial de afectar la misma consciencia humana, como lo hizo ‘Earthrise’, la primera imagen de la Tierra amaneciendo sobre la luna tomada por el Apolo 8”.

El telescopio que hará que el James Webb se vea como un juguete de piñata

La fotografía ‘Earthrise’, tomada en 1968. // (NASA)

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