Hoy, a las 20h hora peninsular española, el telescopio espacial James Webb ha completado su viaje hasta el punto lagrangiano L2, desde donde desarrollará sus observaciones y monitorizaciones hacia los confines del universo. Los icónicos hexágonos de su espejo primario merecen un repaso a la aparición de esa figura geométrica en la naturaleza desde hace millones de años, aunque no tantos como los que el #JWST será capaz de observar.
Hace miles de años los egipcios ya discriminaban todos los aspectos de la naturaleza que les rodeaba en Orden y Caos. El Caos presente en los cataclismos de cualquier tipo, en las sequías y hambrunas, en las imperfecciones del mundo animal y vegetal. Y el Orden representado en las bondades que ésta les brindaba, en los buenos gestos y la perfección matemática de alguna de sus formas. Sin duda, de entre todos ellos, uno de los más fácilmente identificables era el hexágono. Pensemos por un instante en lo que pensarían aquellos que vieron por primera vez la disposición de los panales de miel. Normal que considerasen esa manifestación de la naturaleza como algo divino. La sofisticación matemática construida por abejas trabajadoras para gloria de una abeja reina; en cierto modo una jerarquía de lo más parecida a la sociedad por la que discurrían sus vidas.
Ese momento de la historia en el que se descubre que con el radio que has trazado una circunferencia puedes marcar seis puntos sobre ella que al unirlos dibujan un hexágono regular en su interior tuvo que ser mágico también.
Los hexágonos en la naturaleza son visibles en cantidad de lugares a ojo desnudo, pero también están presentes en lugares tan macro y tan micro que a veces es complicado no pensar que “alguien” haya dispuesto todo de esa manera. Si es difícil imaginar cómo interpretaron los egipcios los constructos hexagonales de los panales, no es sencillo tampoco pensar en la cara que pondría el granjero del noreste de los Estados Unidos Wilson Bentley a finales del siglo XIX, cuando de manera autodidacta se propuso ver ampliado un copo de nieve. por primera vez se vio al microscopio que los copos de nieve tienen muy diversas formas… todas ellas con un denominador común: se basan en un hexágono.
A escalas gigantescas, pocas cosas más enormes y misteriosas que la tormenta hexagonal del polo norte de Saturno. Una bestia de 3.000 km de anchura que gira sin contemplaciones en el sentido de las agujas del reloj a velocidades inconcebibles aquí en la Tierra, con vientos de hasta 500 km/h. La sonda Cassini fotografío esta fenomenal representación hexagonal extraterrestre en las pasadas que hizo sobre ella durante su Grand Finale. En intervalos de 6 horas la tormenta rota el doble de rápido de lo que lo hace el planeta sobre sí mismo. Un vórtice como ese ocuparía un espacio en la Tierra equivalente a la distancia entre Madrid y Varsovia, por ponerlo en perspectiva. El ojo es unas 50 veces más grandes que lo que suele ser de media el de un huracán terrestre. Casi nada… y es que Saturno es mucho más que sus anillos. Incluso este concepto me llevó a hacer un diseño sobre la tormenta hexagonal para @nabla_diffwear que puedes encontrar aquí.
Luego, a nivel más terrenal aunque a la vez mitológico, podemos citar las cerca de 40.000 columnas basálticas de sección hexagonal sobre las que se han construido leyendas como la de la Calzada de los Gigantes en Irlanda del Norte. Según esa historia, un gigante escocés y un gigante irlandés que se llevaban fatal estaban continuamente tirándose piedras, tantas que se creó en el mar un campo de rocas. El escocés pensó en cruzar el camino para acabar con la contienda al ser más grande que el irlandés. Sin embargo, Oonagh, la mujer de éste pensó en vestir de bebé al gigante para que el escocés pensase que si así de grande era el bebé, cómo sería el padre. Así fue, y en su huida pisó fuertemente las columnas para que se hundieran en el agua y así el irlandés no pudiera hacer lo mismo, quedando a la vista lo que disfrutamos hoy en día.
El telescopio espacial James Webb
Pero desde hace unos años, los hexágonos que muchos estábamos esperando por fin ver en su ubicación eran los del Telescopio Espacial James Webb (JWST, por sus siglas en inglés). Un desafío tecnológico en el que han intervenido miles y miles de personas de 14 países y 29 estados de los EEUU. Un esfuerzo conjunto de NASA, ESA y la agencia espacial canadiense (CSA) en el que se han contabilizado 40 millones de horas. El cohete se lanzó el pasado 25 de diciembre desde la Guyana Francesa, con catorce años de retraso. Catorce, sí.
Hasta hoy, quien más quien menos había oído hablar e incluso visto las imágenes de galaxias lejanas obtenidas por los telescopios espaciales Hubble o Spitzer (éste quizá menos conocido). Ambas son maravillas tecnológicas que nos han permitido mirar al pasado, porque para eso es para lo que sirven estos aparatos. Cuanto más lejos puedes ver, más terreno estás ganándole a la luz que viaja desde los confines del universo hasta ellos. Es decir, más cerca del lugar que esa luz partió hace millones de años estás mirando. En una palabra: hacia el origen del Universo. El concepto puede ser complicado de comprender, pero para eso hemos venido. ¿Sabes que la luz viaja a 300.000 km/s de manera constante? Bien, pues gracias a eso, sabemos que cada partícula de luz del sol tarda unos 8 minutos en recorrer los 150 millones de kilómetros que lo separan de la Tierra. Es algo medible. Sabes dónde está el sol porque sabes que la luz en ese tiempo recorre una distancia. Si aplicamos ese método a otras estrellas, o a otras galaxias, podemos calcular la distancia a la que están de nosotros. Así, en la imagen de aquí debajo puedes ver que el Hubble solo era capaz de ver el origen de la luz que le llegaba de las galaxias hasta ese límite que pone, mientras que el del JWST es capaz de saber de dónde viene la luz que le incide desde mucho más lejos. Esto es una explicación muy de andar por casa, porque no me he metido en espectro visible ni infrarrojos, pero espero que el concepto se entienda.
El James Webb es el sucesor de los que hemos tenido hasta ahora, y tiene unas herramientas tecnológicas tan desarrolladas que nos van a permitir ver mucho más allá de lo que sus predecesores podían. La calidad del trabajo de ingeniería desarrollado es excelsa. Los procesos de despliegue en órbita, los sistemas integrantes del telescopio, las cámaras, todo. El Hubble no llegaba a ver la formación de las modernas galaxias, se perdía en una nebulosa literalmente. Sin embargo, el James Webb tiene un mayor rango de infrarrojo, con lo que es capaz de llegar observar más allá y alcanzar a ver las primeras galaxias que se formaron (y todo ello con una mayor resolución, claro. Alguna ventaja tenía que tener el retraso de 14 años en su lanzamiento).
Para lanzarlo al espacio el pasado día de Navidad se utilizó el modelo de cohete Arianne 5. Una bestia capaz de albergar en su cofia -la cúspide del cohete- el mayor tamaño de los objetos necesarios para la compleja empresa de mirar tan lejos. De hecho, ni siquiera ahí cabían, y por eso ha tenido que ingeniarse un sistema de despliegue en órbita para el escudo solar múltiple y para los preciosos espejos hexagonales bañados en oro. Para hacernos una idea, el escudo solar desplegado tiene las dimensiones de una pista de tenis. Y los hexágonos del espejo, una vez desplegados abarcan un diámetro de 6,5 metros. El proceso no se había hecho hasta ahora, y duró dos semanas hasta completarse. Sentando un precedente maravilloso de cara a futuras misiones del estilo.
Como por arte de magia, pero por pura física en realidad, el telescopio ha llegado hoy, 24 de enero de 2022, al punto Lagrangiano L2. ¿Qué es eso? Pues quiere decir que el telescopio unirá dos peculiaridades en su ubicación a un millón y medio de kilómetros de la Tierra. La primera de ellas es que en ese lugar existe un equilibrio gravitatorio provocado por el Sol y la Tierra que hace que “no se salga” de esa orbita, pero es que además orbitará siempre mostrando su escudo térmico al sol para proteger de la radiación solar a todo el aparataje que tiene a bordo. Es una verdadera maravilla de la que seguramente Lagrange, Kepler y Galileo estarían orgullosos. Gracias a ese milagro, será posible ahorrar energía de propulsión y, al mismo tiempo, los científicos podrán tener comunicación con el JWST en todo momento gracias a la red de antenas que el Jet Propulsion Laboratory (JPL) controla por todo el mundo. Y vaya si tiene implicaciones: el lanzamiento y las maniobras en órbita fueron tan precisos que se ha ahorrado una parte de combustible suficiente para confirmar la prolongación de la misión de los 5-10 años previstos a 15-20 años (!!!), ya que gracias a esa energía el JWST podrá maniobrar durante años buscando nuevos sitios que enfocar. Pero como una imagen vale más que mil palabras, os dejo este video sobre la órbita en L2.
Una vez en el punto L2, el telescopio debe enfriarse del tiempo expuestos al sol durante el millón y medio de kilómetros de viaje. Tardará una semana en que el instrumento de alineación esté suficientemente frío para poder ayudar a determinar que la luz incide correctamente en cada grupo del espejo primario, y alrededor de tres semanas en que la zona a la sombra alcance los -233ºC a los que “vivirá”. Hace fresquito en el espacio, sí. También quedará pendiente a lo largo de los meses posteriores la calibración de todo el telescopio. Después de seis meses, todos los espejos deberían estar alineados y todos los instrumentos calibrados para comenzar una nueva, ilusionante y épica época dorada para la astronomía. Nunca mejor dicho lo de “dorada”, ya que todos los espejos están bañados con una capa de oro del 700 átomos de espesor. Es de locos el salto tecnológico que esta empresa ha obligado a hacer a los científicos e ingenieros.
Los principales objetivos de la misión son cuatro. El James Webb va a buscar las primeras galaxias que se formaron en el universo, también va a monitorizar galaxias -cercanas y lejanas- para comprobar cómo evolucionan, observará la formación de estrellas y medirá las propiedades físicas y químicas de los sistemas planetarios, incluyendo el nuestro, con el único objetivo de investigar la posibilidad de que existan potenciales mundos con vida… pero también hay algo que apasiona a los científicos: lo desconocido. ¿Qué descubrirá el JWST que no se sabe hasta ahora?¿Qué nuevas interrogantes abrirá? Aquí estaré para ir descubriéndolas y comentándolas.
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