Durante más de tres décadas, el Hubble ha inspirado al mundo con impresionantes imágenes del universo. Sin embargo, parece que le ha salido un duro competidor que nos está dejando con la boca abierta con cada fotografía nueva que nos muestra.
Todas las imágenes captadas por el Hubble son realmente increíbles. Sin embargo, el problema que nos encontramos es que hay galaxias aún más antiguas que no las ha conseguido captar.
Estas están muy lejos y, debido a la expansión del universo, se alejan de nosotros tan rápidamente que las longitudes de onda de su luz se han desplazado hacia el infrarrojo, mucho más allá de las capacidades de detección del Hubble. Ahí es donde entra el James Webb (JWST).
Destacar que el Hubble voló a la órbita baja de la Tierra a bordo del transbordador espacial Discovery el 24 de abril de 1990, mientras que el JWST se lanzó a un punto concreto del espacio profundo llamado L2 (a 1,5 millones de kilómetros de la Tierra) el 25 de diciembre de 2021.
Una nave espacial puede orbitar en L2 utilizando muy poco combustible y mantener el Sol, la Tierra y la Luna a su espalda indefinidamente. Eso es lo que hará el JWST.
La NASA publicó las primeras imágenes científicas a todo color, que nos abandonaron con la boca abierta, del telescopio espacial James Webb el 12 de julio de 2022.
Aunque a veces se dice que el JWST es el sustituto del Hubble, la NASA lo considera un sucesor que lo complementa.
¿Cuáles son las capacidades de imagen y objetivos del JWST frente al Hubble?
Como ya hemos podido comprobar, la resolución de las imágenes del JWST es inmensamente mayor que la del Hubble. Esta resolución depende básicamente del tamaño del espejo y de la longitud de onda de la luz observada.
Aquí chocan dos aspectos, ya que cuanto mas grande el espejo, mas resolucionpero, cuando se trata de la longitud de onda, cuanto más larga sea, menor será la resolución y ya sabemos que la luz infrarroja que usa el JWST, tiene una mayor longitud de onda que la luz que observa el Hubble.
Por lo tanto, si ambos observan a la vez una longitud de onda de 0,7 micras, el JSWT conseguirá captar unas imágenes increíbles. Pero si el JWST observa ese mismo objeto a una longitud de onda de 2 micras, la resolución de la imagen resultante será la misma que la del Hubble.
Os dejamos con una comparación de imágenes, en la que la de la izquierda corresponde al Hubble (2008) y la de la derecha al JSWT (2022).
En el momento del lanzamiento, los objetivos oficiales del Hubble fueron principalmente investigar las características de los cuerpos celestes, estudiar la historia y la evolución del universo y confirmar las leyes de la física.
Por otro lado, el JWST, ha sido diseñado para buscar las primeras galaxias u objetos luminosos que se formaron después del Big Bang y determinar cómo evolucionaron, observar la formación de estrellas e investigar el potencial de vida en esos sistemas. Como podemos ver, una vez mas hablamos de actividades complementarias y no sustitutivas.
¿En qué se parecen y/o diferencian la ingeniería del JWST y la del Hubble?
Tanto uno como otro, son telescopios reflectores, por lo que prácticamente funcionan igual. Este tipo de telescopios funciona con espejos en lugar de lentes para enfocar la luz y formar imágenes.
Normalmente tienen dos, unos primario y uno secundario. El primario se encuentra al principio del tubo y envía la luz al secundario, que está más atrás para finalmente llegar al ocular.
El espejo único del Hubble tiene 2,4 metros de ancho, mientras que el espejo segmentado en forma de panal del JWST tiene 6,6 metros de ancho. Son 18 segmentos hechos de berilio ligero y recubiertos con una pequeña capa de oro que colabora con la sensibilidad a la luz infrarroja.
Por otro lado, ambos telescopios tienen requisitos de refrigeracion muy diferentes. El Hubble, al estar en órbita terrestre, no tiene tantas necesidades como el JWST. Y es que, para que pueda detectar la luz infrarroja, necesita la sombra de fuentes de luz como el Sol, la Tierra y la Luna, así como protección contra el calor provocado por su tecnología interior.
Es por todo esto, que, para evitar que se recaliente, el observatorio utiliza un parasol Kapton del tamaño de una pista de tenis. Las zonas del telescopio que están a la sombra se encuentran a unos -237 ºC, mientras que las que están mirando al Sol, se asan a unas temperaturas de hasta 110 ºC.
Las increíbles imágenes del telescopio JWST no significan el fin del Hubble
El JWST se redujo para continuar donde el Hubble lo dejó en el estudio del universo primitivo. Es por esto que no podemos hablar del fin del Hubble. Son dos telescopios completamente diferentes en dos lugares distintos. Ciertamente el JWST es mucho más potente y revolucionario, pero no por eso sustituye a su anterior.
He aquí algunas claves del WST y Hubble, y por qué el nuevo se beneficiará del trabajo de este último:
1. El Hubble orbita alrededor de la Tierra mientras que el JWST lo hace alrededor del Sol: a diferencia del Hubble, que orbita alrededor de la Tierra y fue visitado por los astronautas de la NASA para realizar arreglos y actualizaciones, el JWST se encuentra a un millón de kilómetros de distancia, así que casi que olvidémonos de él si sucede algún fallo en éste.
Y es que, básicamente, este está allí para funcionar como complemento del Hubble, ya que se sitúa allí principalmente para poder operar las 24 horas del día ya una temperatura muy baja, como de -233ºC, para poder detectar señales débiles de calor.
2. El Hubble puede realizar observaciones más largas y amplias que el JWST : mucho cuidado porque aquí tenemos una diferencia que le da la victoria al Hubble si queremos tomar imágenes de larga exposición. Y es que, con la puesta en marcha del JWST, la demanda de tiempo con respecto al Hubble es algo menor, sí, pero también tiene un campo de visión más amplio este último.
«Estas imágenes serán un mapa del tesoro superficial para que JWST encuentre objetivos que puedan volver a observar en profundidad»afirma Lamiya Mowla, miembro de varios equipos del telescopio espacial James Webb.
3. El Hubble y el JWST vienen en diferentes longitudes de onda: Mientras que el Hubble se ocupa de las longitudes de onda ultravioleta y visible de la luz, JWST está equipado para detectar longitudes de onda infrarrojas más largas con una resolución nunca antes vista.
Gracias a esto, los científicos tendrán la oportunidad de observar objetos con el JWST y el Hubble simultáneamente, dando vida al cosmos en una amplia gama de luz.
Una de las características del JWST es el espejo de 6,5 metros de longitud, tres veces más grande que el del Hubble. Orbita a 1,5 millones de kilómetros de la Tierra, lejos de cualquier interferencia humana. Su óptica, y el tipo de espectro de infrarrojo que observa, diferente al de otros telescopios, lo determinará en el «ojo» más potente y preciso de la humanidad.
Ahora bien, «una de las diferencias clave que hará que el Hubble siga siendo relevante es que si se busca observar algo que requiera datos en el ultravioleta y el óptico, tendremos que volver al Hubble para conseguirlo»explica Mowla.
¿Y esto para qué lo querríamos? pues para observar las partes más jóvenes del universo. Sin embargo, dentro de una galaxia concreta las estrellas jóvenes son muy brillantes y emiten luz sólo en las longitudes de onda más cortas. Os dejamos una comparación de imágenes (Hubble, 1998, izquierda, JWST, 2022, derecha).
4. JWST es un sucesor de Spitzer, no del Hubble: «Webb tiene una resolución tres veces mayor y es unas 10 veces más sensible al infrarrojo, por lo que puede hacer lo que el Hubble ha sido capaz de hacer durante mucho tiempo, pero más rápidamente»afirma Mowla.
Sin embargo, no es el Hubble, sino el telescopio espacial Spitzer de la NASA, en órbita desde 2003 hasta 2022, cuando quedó sin propulsor, al que JWST realmente sí está sustituyendo.
JWST permitirá a los astrónomos no sólo ver las galaxias tal y como existieron hace entre 10.000 y 12.000 millones de años, sino también las características de las mismas. «Cosas que antes podíamos ver como simples manchas en el cielo ahora aparecerán como galaxias reales con brazos espirales y todas las características que estamos acostumbrados a ver en nuestro Universo cercano», explican
5. El Hubble sigue siendo necesario para realizar nuevas observaciones: muchos piensan actualmente: Si ya ha hecho su trabajo, ¿para qué necesitamos el Hubble? «Hay toneladas de cosas diferentes que encontraremos con Webb que no hemos identificado antes»dijo Mowla. «Querremos volver a observarlo con el Hubble, tal vez a mayor profundidad durante un periodo de tiempo más largo».
¿A qué retos se han enfrentado el Hubble y el JWST?
Ni el Hubble ni el JWST lo han tenido fácil para conseguir tomar las imágenes que hemos podido ver ya su vez ganarse el respeto de los científicos y convertirse en los principales observatorios espaciales del mundo.
Y es que, los comienzos del Hubble fueron algo complicados debido a unas imágenes borrosas que publicó en 1990. Sin embargo, pronto tendrá un problema en el diseño del espejo, que fue rápidamente solucionado en 1993.
En cuanto al JWST, el gran problema que ha experimentado ha sido su mala gestión. La NASA estimó originalmente que el observatorio costaría 5.000 millones de dólares y se lanzaría en 2014. Su precio final terminó siendo de 9.700 millones de dólares y bastantes años más (2021).
A esta mala gestión se le sumaron otros como la escasez de recursos durante el desarrollo inicial o el gran inconveniente del coronavirus, retrasando problemas su lanzamiento.
¿Cuánto durará el Hubble? ¿Cuánto durará el JWST?
El Hubble ha recibido financiación de la NASA para operar hasta el año 2026, siempre y cuando este se encuentre en perfectas condiciones para seguir operando.
El JWST tiene una duración de misión mínima de cinco años. Sin embargo, al igual que el Hubble, se espera que funcione mucho más allá de su vida útil original. Su principal factor limitante es el combustible. La NASA predice hasta 10 años de pleno funcionamiento sin problemas mayores.
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