{"id":134861,"date":"2021-11-18T12:22:59","date_gmt":"2021-11-18T11:22:59","guid":{"rendered":"http:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/astrofisica\/?p=134861"},"modified":"2021-11-18T13:03:51","modified_gmt":"2021-11-18T12:03:51","slug":"todo-preparado-en-el-cab-para-viajar-con-el-james-webb","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/astrofisica\/2021\/11\/18\/134861","title":{"rendered":"Todo preparado en el CAB para viajar con el James Webb"},"content":{"rendered":"

Dentro de un mes est\u00e1 previsto el lanzamiento del telescopio espacial James Webb, que se convertir\u00e1 en el pr\u00f3ximo gran observatorio cient\u00edfico en el espacio. El Centro de Astrobiolog\u00eda (CAB, CSIC-INTA) es uno de los pocos centros a nivel mundial que participan en dos de los cuatro instrumentos a bordo, NIRSpec y MIRI. El telescopio James Webb permitir\u00e1 explorar regiones y \u00e9pocas en la historia del universo inaccesibles hoy en d\u00eda, incluso para los telescopios m\u00e1s potentes. Digno heredero del Hubble, se espera que realice descubrimientos revolucionarios y suponga un gran avance en nuestra comprensi\u00f3n del cosmos.<\/p>\n

\"\"<\/a>
Imagen del JWST ensamblado, con el espejo primario plegado y mostrando el parasol que proteger\u00e1 al espejo y la instrumentaci\u00f3n cient\u00edfica de la radiaci\u00f3n directa del Sol. Se aprecia claramente el tama\u00f1o del telescopio en comparaci\u00f3n con uno de los t\u00e9cnicos situado en la gr\u00faa. Tambi\u00e9n se aprecia el tama\u00f1o del parasol, equiparable a una cancha de tenis. Cr\u00e9ditos: NASA\/Chris Gunn.<\/figcaption><\/figure>\n

<\/p>\n

Despu\u00e9s de m\u00e1s de tres d\u00e9cadas en \u00f3rbita, el telescopio espacial Hubble pasar\u00e1 el testigo dentro de un mes al pr\u00f3ximo gran observatorio en el espacio. Si todo se desarrolla como est\u00e1 previsto, el pr\u00f3ximo 18 de diciembre se producir\u00e1 el ansiado lanzamiento del telescopio espacial James Webb (JWST, en sus siglas en ingl\u00e9s). Se trata de una ambiciosa misi\u00f3n de las agencias espaciales norteamericana, europea y canadiense (NASA\/ESA\/CNA), que incorpora important\u00edsimas mejoras respecto a su predecesor, tanto a nivel tecnol\u00f3gico como de instrumentaci\u00f3n, lo que permitir\u00e1 a los cient\u00edficos responder a las grandes cuestiones pendientes sobre el universo primigenio y realizar descubrimientos revolucionarios en todos los campos de la astronom\u00eda.<\/p>\n

Con su espejo primario segmentado de 6,5 metros, el James Webb recoger\u00e1 seis veces m\u00e1s luz que el Hubble, cuyo espejo primario es de 2,5 metros. Otro aspecto importante es que mientras que el Hubble se desplaza en una \u00f3rbita \u201ccercana\u201d, m\u00e1s o menos circular, a unos 570 km sobre la superficie terrestre, el James Webb no orbitar\u00e1 realmente la Tierra, sino el Sol, situ\u00e1ndose a una distancia de 1,5 millones de kil\u00f3metros de la Tierra, concretamente en el denominado punto de Lagrange L2 Tierra-Sol. En esa ubicaci\u00f3n, el James Webb contar\u00e1 con un escudo solar multicapa del tama\u00f1o de una cancha de tenis que bloquear\u00e1 permanentemente la luz del Sol, la Tierra y la Luna; y mantendr\u00e1 el telescopio y la instrumentaci\u00f3n a temperaturas criog\u00e9nicas para su correcto funcionamiento. El James Webb contar\u00e1 con cuatro instrumentos, los espectr\u00f3grafos NIRSpec y MIRI; y las c\u00e1maras NIRCam y FGS\/NIRISS.<\/p>\n

Espa\u00f1a, a trav\u00e9s del Centro de Astrobiolog\u00eda (CAB, CSIC-INTA) tiene una importante participaci\u00f3n en esta misi\u00f3n, siendo uno de los pocos centros a nivel mundial que participan en dos de los cuatro instrumentos del James Webb, NIRSpec y MIRI. Adem\u00e1s, la participaci\u00f3n espa\u00f1ola en estos instrumentos ha estado liderada por dos investigadores del CAB, Santiago Arribas (NIRSpec) y Luis Colina (MIRI).<\/p>\n

El instrumento NIRSpec (Near Infrared Spectrograph) es un espectr\u00f3grafo con una alt\u00edsima sensibilidad, gracias al cual se puede descomponer y analizar la luz infrarroja (entre 0,6 y 5 micras de longitud de onda) con un gran detalle. Esto permite a los investigadores derivar las propiedades f\u00edsicas, determinar la composici\u00f3n qu\u00edmica, y caracterizar los movimientos de los objetos astron\u00f3micos observados. NIRSpec est\u00e1 especialmente dise\u00f1ado para abordar los grandes objetivos cient\u00edficos de la misi\u00f3n:\u00a0 la detecci\u00f3n y caracterizaci\u00f3n de las primeras galaxias, y su transformaci\u00f3n hasta el presente; los procesos que dan lugar a la formaci\u00f3n de estrellas y los sistemas planetarios; y la caracterizaci\u00f3n de los exoplanetas y, en particular, la composici\u00f3n qu\u00edmica y propiedades de sus atm\u00f3sferas.<\/p>\n

Como indica Santiago Arribas, investigador del CSIC en el CAB y miembro del equipo cient\u00edfico de la ESA para el instrumento NIRSpec, \u201cEl Instrumento tiene elementos muy innovadores. Uno de ellos es un dispositivo micro-electromec\u00e1nico desarrollado por NASA gracias al cual es posible realizar espectroscop\u00eda de muchos objetos, m\u00e1s de 200, simult\u00e1neamente. Otra es que puede realizar lo que denominamos \u201cespectroscop\u00eda 3D\u201d. Esta t\u00e9cnica, que ser\u00e1 utilizada por vez primera en un telescopio espacial, consiste en obtener simult\u00e1neamente miles de im\u00e1genes de una peque\u00f1a regi\u00f3n del cielo en longitudes de onda ligeramente diferentes. Esto nos permitir\u00e1 caracterizar con mucho detalle sus propiedades f\u00edsicas, qu\u00edmicas y cinem\u00e1ticas\u201d.<\/p>\n

El instrumento NIRSpec ha sido construido por la ESA con AIRBUS Defensa y Espacio como contratista principal. La NASA ha contribuido al instrumento con los detectores y el dispositivo micro-electromec\u00e1nico que permite la observaci\u00f3n multi-objeto. Es importante se\u00f1alar que las empresas espa\u00f1olas del sector aeroespacial CASA, CRISA (actualmente integradas en el grupo AIRBUS) e Iberespacio han desarrollado importantes componentes del instrumento NIRSpec, como es la electr\u00f3nica de control de todo el instrumento, el sistema de cableado criog\u00e9nico, y la cubierta del sistema \u00f3ptico.<\/p>\n

Investigadores espa\u00f1oles del CAB han participado en el instrumento NIRSpec durante todas las fases de su desarrollo. En particular, el investigador Santiago Arribas contribuy\u00f3 a los trabajos previos preparatorios de la participaci\u00f3n europea en el James Webb y ha participado como miembro del equipo cient\u00edfico de NIRSpec desde su origen.\u00a0 Actualmente lidera uno de los programas cient\u00edficos m\u00e1s extensos que se llevar\u00e1n con este instrumento, y que tiene como finalidad estudiar, mediante espectrosco\u00eda 3D, la formaci\u00f3n y evoluci\u00f3n de las primeras galaxias y agujeros negros en el universo primigenio. El investigador Bruno Rodr\u00edguez del Pino participa en las pruebas y comprobaciones que se llevar\u00e1n a cabo despu\u00e9s del lanzamiento, y coordina un proyecto cuyo objetivo es caracterizar las propiedades de galaxias con formaci\u00f3n estelar intensa. Por otra parte, el investigador Michele Perna participa en los grupos de verificaci\u00f3n cient\u00edfica del instrumento, y coordina un proyecto centrado en el estudio de los agujeros negros en \u00e9pocas tempranas.\u00a0 Estos investigadores participan tambi\u00e9n en el programa JADES (JWST Advanced Deep Extragalactic Survey), un gran cartografiado cosmol\u00f3gico que se realiza en colaboraci\u00f3n entre los equipos cient\u00edficos de NIRSpec y NIRCam. A su vez, el investigador Pablo P\u00e9rez Gonz\u00e1lez participa en varios programas de observaci\u00f3n con NIRSpec en modo de espectroscop\u00eda 3D, que tienen como finalidad entender por qu\u00e9 algunas galaxias han dejado de formar estrellas en \u00e9pocas tempranas del universo.<\/p>\n

En cuanto a MIRI (Mid-Infrared Instrument), se trata del instrumento m\u00e1s sofisticado enviado al espacio para trabajar en el rango del infrarrojo t\u00e9rmico (longitudes de onda de 5 a 28 micras), y est\u00e1 compuesto por una c\u00e1mara, un espectr\u00f3grafo y un coron\u00f3grafo. Ser\u00e1 de diez a cien veces m\u00e1s sensible que su inmediato predecesor, y tendr\u00e1 una resoluci\u00f3n angular de 6 a 8 veces superior. Como se\u00f1ala Luis Colina, investigador del CSIC en el CAB y uno de los co-investigadores principales europeos de MIRI, \u201cla combinaci\u00f3n de estas caracter\u00edsticas hace que sea un instrumento \u00fanico para el estudio de exoplanetas, para investigar la qu\u00edmica de los discos alrededor de estrellas que dieron lugar a sistemas planetarios (los discos protoplanetarios), y para investigar la formaci\u00f3n y evoluci\u00f3n de galaxias desde los primeros tiempos de universo y a lo largo de su historia\u201d.<\/p>\n

La participaci\u00f3n espa\u00f1ola en MIRI ha sido muy importante, pues desde 2001 se participa en el desarrollo del instrumento y en su explotaci\u00f3n cient\u00edfica. En este sentido, los grupos de ingenier\u00eda del Instituto Nacional de T\u00e9cnica Aeroespacial (INTA), bajo la direcci\u00f3n de Lola Sabau, Eva D\u00edaz, Ana Aricha, Tom\u00e1s Belenguer, Luis Gonzalez, Inmaculada Figueroa y David Barrado, junto con la empresa de ingenier\u00eda LIDAX desarrollaron el MTS (MIRI Telescope Simulator) hasta 2012. El simulador MTS fue el sistema \u00f3ptico dise\u00f1ado para simular la se\u00f1al \u00f3ptica del James Webb en condiciones de espacio profundo y que se utiliz\u00f3 para la caracterizaci\u00f3n de MIRI antes de su entrega a NASA en la primavera de 2012.<\/p>\n

El equipo cient\u00edfico de MIRI est\u00e1 formado por investigadores del CAB que participan en los equipos cient\u00edficos europeos del instrumento. En concreto, el investigador del CAB Luis Colina lidera el grupo que estudiar\u00e1 la formaci\u00f3n y evoluci\u00f3n de galaxias a distancias cosmol\u00f3gicas, la investigadora del CAB Almudena Alonso lidera el equipo que estudiar\u00e1 las regiones nucleares y agujeros negros en galaxias cercanas, y el investigador David Barrado participa en el grupo cient\u00edfico de caracterizaci\u00f3n de exoplanetas y discos protoplanetarios. Adem\u00e1s, los investigadores del CAB Javier \u00c1lvarez y \u00c1lvaro Labiano est\u00e1n involucrados en los grupos cient\u00edficos y en las labores de calibraci\u00f3n y caracterizaci\u00f3n orbital de MIRI que tendr\u00e1n lugar durante el primer semestre de 2022, coordinando y liderando varios de los programas de calibraci\u00f3n del espectr\u00f3grafo.<\/p>\n

Otros miembros del equipo cient\u00edfico de MIRI est\u00e1n asimismo involucrados en varios proyectos adicionales. Destaca la participaci\u00f3n del investigador del CAB Pablo P\u00e9rez G\u00f3nzalez en los mayores cartografiados cosmol\u00f3gicos que se realizar\u00e1n en el primer a\u00f1o de operaciones del James Webb; y el proyecto liderado como investigador principal por el investigador del CAB Javier \u00c1lvarez para el estudio de galaxias aparecidas en \u00e9pocas tempranas del universo (cuando ten\u00eda un 5% su edad actual).<\/p>\n

Como se\u00f1ala Arribas, \u201cEl telescopio James Webb nos va a permitir estudiar la \u00e9poca en la que surgieron los primeros objetos luminosos en el universo primigenio: las primeras estrellas, las primeras galaxias y los primeros agujeros negros. Adem\u00e1s, nos ayudar\u00e1 a entender c\u00f3mo las galaxias han evolucionado desde estas \u00e9pocas tempranas en la historia del universo hasta el presente y, por tanto, c\u00f3mo ha ido variando el ritmo de formaci\u00f3n de estrellas en ellas, enriqueciendo el universo de elementos qu\u00edmicos\u201d. Para Colina, \u201cEl principal objetivo del James Webb es explorar nuestros or\u00edgenes c\u00f3smicos: observar\u00e1 las primeras galaxias del universo, revelar\u00e1 el nacimiento de las estrellas y planetas y examinar\u00e1 los exoplanetas en busca de condiciones que favorezcan la vida\u201d.<\/p>\n

NIRSpec y MIRI en el CAB:<\/strong><\/p>\n

JWST<\/a><\/p><\/blockquote>\n