Un astrónomo del equipo del telescopio James Webb explica cómo y por qué estamos enviando un telescopio gigante al espacio. – Noticias de tecnología, Firstpost

Conversacion20 de septiembre de 2021 1:15:57 PM IST

El telescopio espacial James Webb está programado para ir al espacio el 18 de diciembre de 2021. Con eso, los astrónomos esperan encontrar las primeras galaxias que se formaron en el universo, buscar atmósferas similares a la Tierra alrededor de otros planetas y lograr muchos otros objetivos científicos.

widget y acceso astrónomo y el Investigador principal de la cámara infrarroja cercana – o Nircam En resumen, a bordo del telescopio Webb. He participado en el desarrollo y las pruebas de mi cámara y mi telescopio en su conjunto.

Para ver las profundidades del universo, el telescopio tiene un espejo muy grande y debe mantenerse muy frío. Pero llevar un equipo frágil como este al espacio no es una tarea fácil. Mis colegas y yo tuvimos que superar muchos desafíos para diseñar, probar, lanzar y alinear el telescopio espacial más poderoso jamás creado.

Galaxias jóvenes y atmósferas extrañas

El telescopio Webb tiene un espejo de más de 20 pies de ancho, un parasol del tamaño de una cancha de tenis para bloquear la radiación solar y Cuatro sistemas separados de cámaras y sensores para la recopilación de datos.

Funciona como una antena parabólica. La luz de una estrella o galaxia entra por la boca del telescopio y rebota en el espejo primario hacia los cuatro sensores: Nircam, que toma imágenes de infrarrojo cercano; los espectrómetro de infrarrojo cercano, que puede dividir la luz de una selección de fuentes en los colores que la componen y medir la intensidad de cada una; los instrumento de infrarrojos medios, que toma fotografías y mide longitudes de onda en el infrarrojo medio; y el Imágenes de infrarrojo cercano del espectro de rendija, que divide la luz para lo que sea que los científicos apunten y midan el satélite.

Este diseño permitirá a los científicos estudiar cómo se forman las estrellas en la Vía Láctea y las atmósferas de los planetas fuera del sistema solar. Incluso puede ser posible averiguar la composición de estas atmósferas.

Desde que Edwin Hubble demostró que las galaxias distantes se parecen a la Vía Láctea, los astrónomos se han preguntado: ¿Qué edad tienen las galaxias más antiguas? ¿Cómo se formaron por primera vez? ¿Cómo han cambiado con el tiempo? El telescopio Webb se llamó originalmente «La primera máquina de luz» Porque está diseñado para responder a estas mismas preguntas.

NIRCam, que se muestra aquí, medirá la luz infrarroja de galaxias distantes y muy antiguas. NASA / Chris Jean,

Uno de los principales objetivos del telescopio es estudiar galaxias distantes cercanas al borde del universo visible. Se necesitan miles de millones de años para que la luz de estas galaxias atraviese el universo y llegue a la Tierra. Calculo que las imágenes que mis colegas y yo recolectaremos usando NIRCam pueden mostrar las protogalaxias que se formaron solo 300 millones de años después del Big Bang, cuando tenían solo el 2% de sus edades actuales.

Encontrar los primeros cúmulos de estrellas que se formaron después del Big Bang es una tarea abrumadora por una sencilla razón: estas protogalaxias están muy distantes y, por lo tanto, parecen muy débiles.

Webb Mirror consta de 18 segmentos separados y puede recopilar más de Seis veces la luz del espejo del telescopio espacial Hubble. Los objetos distantes también parecen muy pequeños, por lo que el telescopio debe poder enfocar la luz con la mayor precisión posible.

El telescopio también tiene que lidiar con otra complicación: dado que El universo se esta expandiendo, las galaxias que los científicos estudiarán con el telescopio Webb se están alejando de la Tierra y comienza el efecto Doppler. Así como la sirena de una ambulancia se desvía hacia abajo y se hace más profunda a medida que pasa y comienza a alejarse de usted, la longitud de onda de la luz de las galaxias distantes se desplaza hacia abajo de la luz visible a la luz infrarroja.

Webb detecta luz infrarroja, esencialmente un telescopio térmico gigante. Para «ver» galaxias débiles en luz infrarroja, el telescopio debe estar excepcionalmente frío o de lo contrario todo lo que ve es su propia radiación infrarroja. Aquí es donde entra el escudo térmico. El escudo está hecho de plástico delgado recubierto de aluminio. Tiene cinco capas de espesor y mide 46,5 pies (17,2 metros) por 69,5 pies (21,2 metros) y Mantenga el espejo y el sensor a menos 390 grados Fahrenheit (menos 234 grados Celsius).

El telescopio Webb es una hazaña asombrosa de la ingeniería, pero ¿cómo se puede transportar de forma segura un objeto así al espacio y asegurarse de que funcionará?

Prueba y practica

El telescopio espacial James Webb orbitará un A un millón de millas de la Tierra Está a unas 4.500 veces de la Estación Espacial Internacional y lejos de ser atendida por astronautas.

Durante los últimos 12 años, el equipo ha probado, agitado el telescopio y los instrumentos para simular el lanzamiento de un cohete y los ha probado de nuevo. Todo se ha enfriado y probado en las duras condiciones de funcionamiento de la órbita. Nunca olvidaré cuando mi equipo en Houston estaba probando NIRCam usando una cámara diseñada para el módulo lunar Apollo. Fue la primera vez que mi cámara detectó luz rebotando en el espejo del telescopio, y no podríamos haber estado más felices, a pesar de que el huracán Harvey nos estaba luchando afuera.

Después de la prueba vinieron los ensayos. El telescopio se controlará de forma remota mediante comandos enviados a través de un enlace inalámbrico. Pero debido a que el telescopio estará tan lejos (se necesitan seis segundos para que una señal vaya en una dirección), no hay control en tiempo real. Así que durante los últimos tres años, mi equipo y yo hemos estado Instituto de Ciencias del Telescopio Espacial en Baltimore y realizar misiones de entrenamiento en un simulador que abarquen todo, desde el lanzamiento hasta las operaciones científicas de rutina. El equipo incluso ha sido capacitado para lidiar con los problemas potenciales que los organizadores de la prueba nos plantean y llamarlos sin rodeos «anomalías».

Para descubrir las galaxias más lejanas y antiguas, el telescopio debe ser enorme y mantenerse extremadamente frío. NASA / Chris Jean,

Se requiere algo de alineación

El equipo de Webb continuará entrenando y practicando hasta la fecha de lanzamiento en diciembre, pero nuestro trabajo está lejos de terminar después de que Webb se haya plegado y cargado en el cohete.

Debemos esperar 35 días después del lanzamiento para que las piezas se enfríen antes de comenzar la alineación. Una vez desplegado el espejo, NIRCam capturará secuencias de imágenes de alta resolución de segmentos de espejo individuales. El equipo del telescopio analizará las imágenes y le dirá a los actuadores que ajusten las secciones en pasos de mil millonésimas de metro. Una vez que los motores muevan los espejos a su posición, confirmaremos que la alineación del telescopio es perfecta. Esta tarea es tan importante que hay dos copias idénticas de NIRCam a bordo; si una falla, la otra puede hacerse cargo de la tarea de alineación.

El proceso de alineación y retiro debería llevar seis meses. Cuando termine, Webb comenzará a recopilar datos. Después de 20 años de trabajo, los astrónomos finalmente tendrán un telescopio capaz de mirar hacia los confines más lejanos y lejanos del universo.

Marcia Ricci, Profesor Regents de Astronomía, Universidad de Arizona

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