La NASA afina los instrumentos del telescopio James Webb para revolucionar sus observaciones

La semana pasada, el telescopio espacial James Webb culminó con éxito su fase de alineación y calibración de sus 18 espejos y envió su primera imagen unificada de una estrella lejana.

Esta acción supuso el primer ajuste de sus instrumentos para tener a partir de junio próximo el telescopio activo completamente. Después de alcanzar el hito principal de alinear el telescopio con el instrumento NIRCam, una cámara de infrarrojo cercano, el equipo de científicos que opera el telescopio espacial está comenzando a afinar otros instrumentos clave para ver lo nunca visto hasta ahora en el Universo.

Pero el observatorio todavía tiene otros cuatro instrumentos entre los que debe poder cambiar con una alineación perfecta para obtener imágenes nítidas de objetos distantes. El trabajo comenzará con el instrumento de guía (llamado Fine Guidance Sensor o FGS) y luego se extenderá a los otros tres instrumentos, indicó una actual comunicación de la NASA. Los ingenieros de Webb esperan que este proceso, llamado “alineación de múltiples instrumentos y múltiples campos (MIMF)”, tarde 6 semanas en completarse.

Webb debería completar su período de puesta en marcha alrededor de junio, seis meses después de su lanzamiento el 25 de diciembre en una ambiciosa misión para observar el universo desde el espacio profundo y recopilar datos sobre objetos que van desde exoplanetas hasta galaxias.

Cambio de cámara

Cuando un telescopio terrestre cambia de cámara, a veces el instrumento se retira físicamente del telescopio y se instala uno nuevo durante el día cuando el telescopio no está en uso. Si el otro instrumento ya está en el telescopio, existen mecanismos para mover parte de la óptica del telescopio (conocido como espejo de captación) al campo de visión.

“En los telescopios espaciales como Webb, todas las cámaras ven el cielo al mismo tiempo. Para cambiar un objetivo de una cámara a otra, los astrónomos apuntan el telescopio para colocar el objetivo en el campo de visión del otro instrumento. Después de MIMF, el telescopio de Webb proporcionará un buen enfoque e imágenes nítidas en todos los instrumentos”, explicó Jonathan Gardner, científico principal adjunto del proyecto Webb en el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Maryland.

“Además, necesitamos conocer con precisión las posiciones relativas de todos los campos de visión. Durante el fin de semana pasado, mapeamos las posiciones de los tres instrumentos de infrarrojo cercano en relación con el guía y actualizamos sus posiciones en el software que usamos para apuntar el telescopio. En otro hito del instrumento, FGS logró recientemente el modo de guía fina por primera vez, bloqueando una estrella guía utilizando su nivel de precisión más alto. También hemos estado tomando imágenes oscuras para medir la respuesta del detector de referencia cuando no les llega la luz, una parte importante de la calibración del instrumento”, agregó el experto.

El objetivo de la nueva alineación, dijo Gardner, es “proporcionar un buen enfoque e imágenes nítidas en todos los instrumentos” mientras se conocen las posiciones relativas del campo de visión de cada instrumento. El último instrumento que se alineará será el instrumento de infrarrojo medio (MIRI), ya que está esperando la capacidad de un enfriador criogénico para llevarlo a su temperatura de funcionamiento de menos 448 grados Fahrenheit (menos 267 grados Celsius). Intercaladas con las observaciones iniciales de MIMF, las dos etapas del enfriador se encenderán para que MIRI alcance su temperatura de funcionamiento. Las etapas finales de MIMF alinearán el telescopio para MIRI.

Gardner también explicó cómo los instrumentos trabajarán juntos para observar un objetivo. “Con exposiciones científicas paralelas, cuando apuntamos un instrumento a un objetivo, podemos leer otro instrumento al mismo tiempo. Las observaciones paralelas no ven el mismo punto en el cielo, por lo que proporcionan lo que es esencialmente una muestra aleatoria del universo. Los datos paralelos permiten a los científicos determinar las propiedades estadísticas de las galaxias que se detectan”, concluyó Gardner.

Si nos preguntamos si todos los instrumentos pueden ver el cielo al mismo tiempo, ¿podemos usarlos simultáneamente? ¡La respuesta es sí! Con exposiciones científicas paralelas, cuando apuntamos un instrumento a un objetivo, podemos leer otro instrumento al mismo tiempo, afirman los expertos de la NASA.

Las observaciones paralelas no ven el mismo punto en el cielo, por lo que proporcionan lo que es esencialmente una muestra aleatoria del universo. Con una gran cantidad de datos paralelos, los científicos pueden determinar las propiedades estadísticas de las galaxias que se detectan. Además, para los programas que desean mapear un área grande, gran parte de las imágenes paralelas se superpondrán, lo que aumentará la eficiencia del valioso conjunto de datos de Webb.

Con la culminación el pasado día 11 de la “crítica” etapa de calibración fina en la alineación del telescopio, el equipo ha logrado alinear completamente el principal generador de imágenes de Webb, la cámara para el infrarrojo cercano, con los espejos del observatorio.

Tras el éxito de esta primera fase clave, el nuevo observatorio espacial es capaz de recolectar con éxito la luz de objetos distantes y enviarla a sus instrumentos sin contratiempos, destacó la NASA, que colabora en esta misión con la Agencia Espacial Europea (ESA) y la Agencia Espacial Canadiense. Un ejemplo de ello es una imagen enviada desde Webb y que muestra una estrella llamada 2MASS J17554042+6551277.

En febrero pasado el telescopio ya había obtenido sus primeras imágenes, de menor calidad y en ese caso de la HD 84406, después de despegar de la Tierra el pasado 25 de diciembre y llegar casi un mes más tarde a su posición definitiva. La NASA también publicó una foto de un “selfie” del telescopio en la que se ven los 18 segmentos del espejo primario recogiendo la luz de la misma estrella al unísono. Al mayor observatorio de ciencia espacial del mundo todavía le faltan varios meses para estar listo para, tal y como indicó en la sesión informativa Thomas Zurbuchen, de la NASA, poder “ver el universo como nunca lo hemos visto hasta ahora”.

Lo que distingue al James Webb de las generaciones anteriores de telescopios es que observará el universo en el espectro infrarrojo, por lo que podrá observar las primeras galaxias, las más cercanas al momento del Big Bang.

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