Christian Mendez 
In el principio, el universo estaba oscuro. El Big Bang había electrificado el cosmos para que existiera, y el nuevo paisaje estaba lleno de partículas, caóticas y calientes, antes de enfriarse en una tranquila extensión de hidrógeno y helio. Entonces algo empezó a suceder en la niebla. La gravedad hizo que las bolsas de gas colapsaran sobre sí mismas y se incendiaran, creando las primeras estrellas. Los orbes radiantes comenzaron a agruparse, formando las primeras galaxias: cosas desordenadas y deformes, no tan pulidas como nuestra Vía Láctea actual, con sus elegantes espirales. Pero las galaxias jóvenes proyectan su brillo en la oscuridad, iluminando el universo. Deben haber sido hermosos.
Los astrónomos han estudiado esta época temprana con telescopios en tierra y en el espacio. Han detectado algunas galaxias antiguas, capturándolas tal como aparecieron hace miles de millones de años, cuando los fotones se despegaron de las superficies de sus estrellas y flotaron a través del universo. Aún así, faltan capítulos completos. Realmente no sabemos, más allá de esas líneas generales, cómo o cuándo surgieron las primeras estrellas y galaxias. Los científicos han hecho lo que han podido, estirando los telescopios existentes hasta sus límites y llenando los vacíos con modelos teóricos. Pero saben que hay más luz primordial ahí fuera, llena de respuestas a algunas de las preguntas más existenciales de la humanidad. Solo necesitan un nuevo tipo de instrumento que les ayude a mirar aún más profundamente.
Ese instrumento está casi listo. El telescopio espacial James Webb se encuentra actualmente sobre un cohete en América del Sur, rodeado de técnicos que controlan obsesivamente cada parte. El lanzamiento del observatorio de $ 10 mil millones está programado actualmente para el 24 de diciembre, Nochebuena. Webb, producto de una colaboración entre tres agencias espaciales, es 100 veces más poderoso que su predecesor, el Telescopio Espacial Hubble. Mientras que el “campo profundo” de Hubble, la famosa toma que muestra miles de galaxias, podría caber en una hoja de papel estándar, el equivalente de Webb sería tan expansivo, me dijo un astrónomo, que tendría que imprimirse en papel tapiz. Esta vez, la toma revelaría 1 millón de galaxias, incluidas algunas de las más antiguas.
Webb también verá mucho más que las primeras chispas del universo. Es un telescopio multiusos que puede observar los planetas y las lunas de nuestro sistema solar, nuestros asteroides y cometas; inspeccionar planetas que pertenezcan a otros soles y planetas que no pertenezcan a ninguna estrella en absoluto; estudian diminutas partículas de polvo interestelar y agujeros negros supermasivos y misteriosos objetos luminosos llamados quásares. Este es el telescopio que quiere capturar, bueno, casi todo.
Suena casi codicioso. Pero es la buena versión de codicioso. Esta nueva aventura espacial no implica que una nación intente vencer a su rival en la luna, o multimillonarios espaciales que comparen sus cohetes (o discutan sobre de quién satélites de internet son mejores, o están peleando por quién construirá el próximo módulo de aterrizaje lunar). El observatorio Webb ciertamente tiene sus propios problemas terrestres, como retrasos en los horarios, sobrecostos presupuestarios y una controversia sobre su homónimo, un ex administrador de la NASA de la era Apolo. Pero el proyecto, en esencia, representa algunas de nuestras más puras intenciones en la exploración espacial. Los científicos quieren comprender el arco de nuestro extraño universo, cómo condujo a una historia de vida en la Tierra y si esa narrativa se ha desarrollado en algún otro lugar. Quieren capturar la luz de los objetos celestes y separarlos como las gotas de lluvia doblan la luz del sol en un arco iris, y aprender de qué están hechos, si son algo tan familiar como Marte o tan misterioso como una estrella primordial. Y las imágenes también deberían ser geniales.
Slos científicos han tenido tiempo suficiente para soñar con sus planes para Webb. El observatorio se ha estado trabajando durante 25 años, incluso más si se cuentan los años desde que la NASA imaginó por primera vez el ambicioso concepto. A estas alturas, los astrónomos han sacado casi todos los descubrimientos que han podido de su amado Hubble, aún recolectando todo lo que el universo envía después de más de 30 años en funcionamiento. Están ansiosos por ver el universo con un telescopio mucho más grande y con una luz completamente nueva, literalmente. Mientras que el Hubble observa el universo principalmente en luz visible y ultravioleta, Webb escaneará en luz infrarroja, que puede pasar más fácilmente a través de la materia. A la NASA le gusta demostrar la diferencia entre longitudes de onda visibles e infrarrojas usando imágenes de una nebulosa—Una formación de nubes interestelares— ubicada a varios miles de años luz de la Tierra. Desde el punto de vista del Hubble, la nebulosa es hermosa pero nebulosa, la mayoría de sus estrellas están escondidas detrás de un polvo de colores. En una vista de Webb simulada, el polvo ha desaparecido e innumerables estrellas brillan como joyas.
Velos cósmicos como estos están cubiertos por todo el universo. Naomi Rowe-Gurney, astrónoma del Goddard Space Flight Center de la NASA, está particularmente interesada en lo que Webb puede mostrarle acerca de dos de los planetas más olvidados de nuestro sistema solar, Neptuno y Urano. “Realmente no sabemos nada sobre los gigantes de hielo”, me dijo Rowe-Gurney. Los telescopios existentes no pueden penetrar las cimas de las nubes de los planetas, pero con Webb, “podrá ver a través de toda esa neblina y podrá ver lo que está sucediendo dentro de la atmósfera”, dijo Rowe-Gurney. Webb puede detectar la intrincada química, incluso el clima, que se gestaba bajo las nubes heladas.
Y en lugares donde hemos tenido una visión lo suficientemente clara del panorama general, Webb podrá capturar nuevos detalles. La misión explorará dos de las lunas más intrigantes del sistema solar, Europa y Encelado. Europa, que pertenece a Júpiter, y Encelado, a Saturno, son dos mundos gélidos, cubiertos de hielo. Pero el Hubble y otras naves espaciales han capturado columnas de vapor de agua y compuestos orgánicos disparados desde las grietas en su superficie, lo que sugiere que los océanos ocultos se agitan en su interior. Los astrónomos aman los océanos; en las condiciones adecuadas y con las moléculas adecuadas, son un lugar encantador para que emerjan organismos diminutos. Planean utilizar uno de los instrumentos sensibles de Webb para analizar la composición de estas plumas cuando las detectan. “No vamos a detectar la vida en sí, pero la idea es buscar una química que tal vez no se haya anticipado”, me dijo Stefanie Milam, científica adjunta del proyecto de ciencia planetaria de la misión Webb. La química extraña señala la presencia de algo que no entendemos y puede mantener a los astrónomos ocupados durante años, tratando de averiguar si ese algo es un fenómeno abiótico simple o un indicio de una forma de vida extraterrestre funky.
Los astrónomos planean llevar esa pregunta más allá de nuestro sistema solar, dirigiendo la mirada de Webb hacia los exoplanetas, que aún no se habían descubierto cuando el Hubble se lanzó en 1990. Los astrónomos han descubierto más de 4.800 exoplanetas, pero recién ahora están comenzando el trabajo de exploración. sus atmósferas. Los instrumentos de Webb son capaces de mirar a través del aire alienígena e incluso comprobar si esas atmósferas tienen las mismas moléculas que las nuestras. Nikole Lewis, un astrofísico de Cornell, está ansioso por probar esto en un sistema de siete mundos rocosos del tamaño de la Tierra a unos 40 años luz de la Tierra. “Obtener cualquier información en términos de lo que hay en el aire de estos planetas nos ayudará a empezar a pensar en cómo se formaron esas atmósferas y si esas atmósferas están siendo perturbadas por la vida”, me dijo Lewis.
Mientras tanto, los astrónomos estarán pensando profundamente en esos primeros capítulos, hace aproximadamente 13,8 mil millones de años. El objetivo principal del telescopio Webb siempre ha sido capturar esa primera luz, que se ha alargado tanto en su viaje a través del universo en expansión que, cuando nos alcanza, no se puede ver con luz visible, solo en el calor de infrarrojo. La galaxia más distante que el Hubble ha detectado existió 500 millones de años después del Big Bang. Los astrónomos creen que la formación de galaxias comenzó antes que eso, y creen que Webb puede ver eso muy atrás, posiblemente hasta solo 100 millones de años después del momento explosivo. Y piensan que no solo puede ver las galaxias de esa época, sino que también puede discernir de qué están hechas, dice Steve Finkelstein, astrofísico de la Universidad de Texas en Austin. “De hecho, podemos hacer mediciones detalladas de la cantidad de cada elemento químico que hay en estas galaxias distantes”, me dijo Finkelstein, quien dirige el esfuerzo para crear un campo profundo de Webb.
Cien millones de años suena insondablemente largo en nuestra propia percepción del tiempo, pero es un destello casi imperceptible en escalas cósmicas. La idea de llegar a ese borde me incomodaba brevemente; Me parecía que la misión Webb —y, por extensión, la humanidad— estaba invadiendo algo casi sagrado, demasiado cósmicamente divino para que un grupo de terrícolas lo presenciara. No podemos ver todo el camino hasta el Big Bang en sí o las secuelas inmediatas —antes de que esas primeras estrellas parpadearan, realmente no hay nada que ver— pero el alcance de Webb parecía lo suficientemente cerca. Cuando le dije a Rohan Naidu, un Ph.D. estudiante de Harvard que será uno de los primeros usuarios del telescopio Webb, sobre esto, se rió y luego me dio una clásica respuesta científica. Para Naidu, Webb es un escalón en una larga tradición de expansión del conocimiento humano, su misión no es tan diferente de la de los primeros exploradores que atravesaron la Antártida. “Con el tiempo, logramos llegar a la luna y luego, después de eso, llegamos a los bordes del sistema solar. Luego miramos a través del Hubble y encontramos estas galaxias muy distantes “. Ahora es el turno de Webb.
Es posible, incluso probable, que Webb descubra algo que nadie esperaba, el hallazgo que lo reescribe todo. ¿El campo profundo del Hubble? Fue una sorpresa enorme. Solo sucedió porque el director de la institución que administraba Hubble decidió usar las ventajas de su puesto para apuntar con el telescopio a la nada durante horas, solo para ver qué podía aparecer. De hecho, sus compañeros le dijeron que era una mala idea y trataron de desanimarlo. Finkelstein, el científico que se prepara para hacer la versión de Webb de un campo profundo, dijo que los astrónomos están listos para que sus predicciones se desvíen. “Podríamos adivinar, está bien, creo que haremos esto, creo que veremos eso, pero simplemente no lo sabemos”, dijo Finkelstein. “Estamos mirando el universo de una manera nueva y no sabemos qué vamos a descubrir”.
Taquí está, por supuesto, una posibilidad muy real y horrible de que Webb no funcione.
El nuevo observatorio es una de las obras de ingeniería más complicadas de la historia. Hace que un rover de Marte parezca un coche de juguete. Cada pieza de Webb se ha probado y vuelto a probar a lo largo de los años, y los ingenieros de la NASA a cargo del esfuerzo dicen que se sienten confiados con la misión, incluso cuando han surgido algunos problemas de última hora en las últimas semanas antes del lanzamiento, en Webb’s. última parada en la Tierra, en la costa de la Guayana Francesa. Desde principios de noviembre, los técnicos se han ocupado de una abrazadera deshonesta y un cable que funciona mal, lo que agrega retrasos al programa de lanzamiento. “Una vez que una nave espacial se asienta sobre un cohete, quieres sacarlo de este planeta lo antes posible después de hacer todas las comprobaciones”, me dijo Thomas Zurbuchen, administrador asociado de misiones científicas de la NASA, la semana pasada. La declaración sugiere que después del lanzamiento, Webb está navegando sin problemas. Pero oh no. No no no. El lanzamiento, para esta misión, es la parte fácil.
En las semanas posteriores al despegue, Webb debe someterse al despliegue robótico más complicado en la historia de la exploración espacial. Demasiado grande para caber dentro de cualquier cohete existente, Webb dejará la Tierra doblada y luego la desplegará pieza por pieza. El proceso tiene más de 300 elementos conocidos como “fallas de un solo punto” que, si no funcionan como se espera, podrían poner en peligro toda la misión. Hay muchas cosas que tienen que salir bien y muy pocas cosas pueden salir mal. Nadie esperaba que el Hubble se lanzara con un espejo defectuoso que empañara su vista del espacio, pero lo hizo, y la NASA se vio obligada a enviar astronautas allí para arreglarlo. Lo que está en juego es mucho mayor esta vez. El Hubble orbita a 340 millas sobre la Tierra y fue diseñado para ser visitado. Webb orbitará a un millón de millas de distancia, fuera del alcance de las manos humanas.
“Sería aplastante”, me dijo Jeyhan Kartaltepe, astrofísico del Instituto de Tecnología de Rochester, cuyo equipo recibió la mayor parte del tiempo de observación en el primer año de Webb. “No creo que pueda ni siquiera expresar lo aplastante que sería”. Cuando el público se enteró de que Hubble no estaba funcionando, el telescopio se convirtió forraje por la noche presentadores de televisión, en particular Jay Leno. Si sucede lo peor, Webb podría convertirse en un pedazo de basura en el espacio y un chiste en la Tierra.
Si funciona, Webb algún día podría llegar a ser tan conocido como Hubble, sinónimo en la imaginación del público de imágenes deslumbrantes. La NASA, que desarrolló la cámara infrarroja especial de Webb, está siendo reservada sobre qué fotos de la misión se publicarán primero cuando el observatorio termine su extenso despliegue y comience a operar el próximo año. No habrá fotos de la Tierra desde la distancia, ningún momento al estilo de Sagan de “ese es nuestro hogar, somos nosotros”. Los espejos del telescopio estarán perpetuamente orientados hacia el espacio, lejos del sol, la Tierra y el resto del sistema solar interior. (¡Lo siento, Venus y Mercurio!) Pero incluso sin mirarnos directamente, Webb estará leyendo la historia de nuestro comienzo. Algunas de las primeras estrellas se quemaron rápidamente, estallando en supernovas que forjaron elementos más pesados que el hidrógeno y el helio que impregnaron el universo primitivo. Estas supernovas y otros fenómenos giraron a través del sistema solar, infundiendo al paisaje los fragmentos cósmicos que eventualmente dieron forma a planetas y lunas, nos dieron forma a nosotros. El berilio, el metal ligero utilizado para fabricar los espejos de Webb, se forma en el medio interestelar, en lugar de a través de una supernova, pero en un sentido alucinante, el observatorio Webb es una colección muy sofisticada de polvo de estrellas que se mira a sí mismo. Como si los seres humanos tomaran algunos de los mejores elementos del universo, los ensamblaran y luego los devolvieran al vacío para decir: Mirar. Mira lo que hicimos con lo que nos diste.
Al final, Webb, si tiene éxito, podría proporcionar lo que he llegado a considerar como momentos “de ahora en adelante”. Hay una gran escena en la película Apolo 13, sobre una misión casi desastrosa a la luna, donde el astronauta de la NASA Jim Lovell organiza una fiesta de observación en su casa para el primer alunizaje, Apolo 11, en 1969. Después de que los invitados vean a Neil Armstrong escalar por el módulo de aterrizaje lunar y pisar la superficie en un televisor granulado en blanco y negro, Lovell dice: “A partir de ahora, viviremos en un mundo donde el hombre ha caminado sobre la luna”. Desde entonces, la exploración espacial ha perseguido más ocasiones como esta. Aterrizar una nave espacial en Marte, descubrir el primer exoplaneta, ver tantas galaxias con el Hubble: todos estos fueron momentos “de ahora en adelante”, coyunturas que cambiaron nuestra perspectiva sobre nuestro lugar en el universo. Los astrónomos han esperado años por Webb y se han preparado para hacer nuevos descubrimientos, preparados para acertar, equivocarse o aturdirse. Podemos intentar ver todo, pero no podemos saber exactamente qué encontraremos.
