Este artículo es parte del newsletter exclusivo The Peer Review del pasado miércoles 27 de julio de 2022, y ahora se comparte para todos los lectores.
En las semanas que han pasado circuló profusamente vía Internet y las redes sociales (RRSS) la primera imagen del Campo Profundo realizada por el Telescopio espacial James Webb (JWST), en una tendencia a crear hitos académicos de impacto público que se ha fortalecido en los medios de investigación y divulgación científica en los últimos lustros y que hallan sus raíces en noticias espectaculares como el desciframiento de la Piedra Rosetta por Jean-François Champollion a inicios del siglo XIX, el hallazgo de la Tumba de Tutankamón por un equipo de exploración británico, un siglo más tarde; o la publicitación de la existencia de la ciudad inca de Machu Picchu por Hiram Bingham III a inicios de la vigésima centuria.
The Peer Review consultó acerca de este tema del JSWT a Rodrigo Leiva, investigador postdoctoral del Departamento de Astronomía de la Universidad de Chile, especialista en objetos menores del sistema solar.
TPR: El telescopio espacial James Webb (JWST, por su sigla en inglés) es una iniciativa colaborativa entre diversas entidades que trabajan en la investigación astronómica y asimismo astronáutica, ¿nos puede hablar un poco del origen del proyecto, de su nombre y de los objetivos que tiene, en particular como sustitución de telescopios anteriores como Hubble o Spitzer?
Rodrigo Leiva: “La idea de un telescopio espacial en el infrarrojo para estudiar el universo temprano se definió a mitad de los años noventa dentro de la comunidad astronómica estadounidense. Si bien el líder y principal contribuyente es la agencia espacial estadounidense NASA, hay contribución de la agencia espacial europea y canadiense. Inicialmente llamado Telescopio Espacial de Próxima Generación (NGST), se rebautizó James Webb en reconocimiento a quien fuera el director de NASA en los años sesenta y quien puso énfasis en el desarrollo espacial con fines científicos como uno de los focos de la agencia, en una época en que la carrera espacial tenía un fuerte enfoque político. Los objetivos principales del JWST son el estudio del universo temprano, entender mejor el cómo se formaron las primeras estrellas y galaxias. Con el tiempo se agregaron otros objetivos importantes como caracterizar planetas extra-solares y objetos en nuestro propio sistema solar. JWST puede observar solamente una parte de la luz visible y una parte de la radiación infrarroja y no se considera un reemplazo directo ni de HST (que puede observar todo el visible y un poco de ultravioleta) ni de Spitzer (que cubría un rango más extenso de radiación infrarroja). Sin embargo, Spitzer dejó de funcionar el 2020, y por motivos de financiamiento limitado es probable que HST tenga sus días contados”.
TPR: Uno de los principales objetivos para los que está destinado el JWST es la observación de objetos distantes en el universo, ¿qué ventajas tienen los telescopios de este tipo por sobre los convencionales?
Rodrigo Leiva: “La luz que emiten los objetos astronómicos se demora en llegar a nosotros, vemos a los objetos lejanos no como son ahora sino como eran en el pasado y mientras más distantes, más atrás en el tiempo estamos mirando. Por ello, al observar objetos lejanos, JWST puede estudiar cómo era el Universo en el pasado, cuando se formaron las primeras estrellas y galaxias”.
“Debido a la expansión del Universo, la luz visible y ultravioleta de estos objetos distantes se desplaza hacia el rojo y nos llega como radiación en el infrarrojo y por ello debemos construir telescopios e instrumentos que detecten ese tipo de radiación”.
“Gran parte de la radiación infrarroja que nos llega es fuertemente absorbida en la atmósfera de la Tierra y la mejor forma de evitar dicha absorción es poner un telescopio en el espacio. Sin embargo, un telescopio espacial es mucho más complejo y costoso de construir respecto a uno en la superficie de la Tierra pues debe soportar el despegue del cohete, el duro ambiente espacial y tener una alta tolerancia a fallas. Adicionalmente, los telescopios e instrumentos infrarrojos necesitan trabajar a muy bajas temperaturas, lo que agrega complejidad y costo a su diseño, construcción y operación. Por otro lado, el desarrollo de tecnología espacial es un fuerte motor para la industria y la academia en países desarrollados”.
TPR: Evidentemente la imagen del campo profundo que circuló en semanas anteriores fue muy impactante para las audiencias interesadas en la ciencia y en especial en la astronomía, ¿cómo se llega a esa imagen desde la tecnología actual respecto de la fotografía -o quizá, imagenología- astronómica?
Rodrigo Leiva: “En principio, JWST produce imágenes de manera no muy diferente a como una imagen se forma en una cámara fotográfica o un telescopio más tradicional que observa luz visible. Los espejos principal y secundarios de JWST enfocan la radiación de objetos distantes, análogo a lo que hacen los lentes de las cámaras fotográficas o los espejos de otros telescopios. Esos espejos forman una imagen en un detector electrónico que tiene millones de celdas llamadas píxeles, al igual que los píxeles de nuestras cámaras. La gran diferencia es que JWST usa luz principalmente infrarroja, que nuestros ojos y nuestras cámaras fotográficas y otros telescopios en la superficie de la Tierra no pueden detectar. Esto implica que los materiales usados en los espejos y detectores del JWST son diferentes a los usados en nuestras cámaras, además de necesitar estar a muy bajas temperaturas”.
“La imagen de campo profundo fue lograda acumulando la radiación infrarroja de una zona del cielo por unas doce horas. Cómo los humanos no son capaces de detectar o interpretar colores en el infrarrojo, y nuestras pantallas e impresoras no pueden imprimir en infrarrojo, los astrónomos deben transformar lo detectado por el instrumento del JWST a colores en el rango visible (rojo, azul, verde, etc.) que los humanos pueden interpretar y nuestras pantallas e impresoras pueden reproducir”.
TPR: Más allá del impacto de este tipo de imágenes, como las de los agujeros negros que han circulado anteriormente, ¿cuál es el uso que la comunidad científica les da a estos datos?
Rodrigo Leiva: “Creo que el público general y los que nos dedicamos a la astronomía, tanto profesionales como aficionados, somos cautivados en primer lugar por la belleza del cielo estrellado. No es extraño que las primeras imágenes del JWST liberadas y las más publicitadas son aquellas con el mayor valor estético, además de su contenido científico”.
“La imagen de campo profundo del JWST fue la más publicitada y compartida en las redes sociales y corresponde a un cúmulo de galaxias llamado SMACS 0723. Los cúmulos de galaxias son grupos de varias galaxias ligadas por su gravedad que nos permiten estudiar como se forman y evolucionan las grandes estructuras del universo, siendo también laboratorios naturales para estudiar la materia oscura. Este cúmulo es muy masivo y es capaz de desviar y concentrar la radiación de objetos mucho más distantes del universo temprano que se encuentran detrás del cúmulo. Así, el cúmulo actúa como una lente natural, permitiéndonos detectar galaxias distantes que serían muy débiles para detectarlos de otra manera. Los astrónomos estudian los colores e intensidad de la radiación emitida por esas galaxias distantes para intentar entender cómo se formaban las primeras estrellas y cómo difieren de las estrellas formadas más recientemente que vemos en nuestra galaxia y otras galaxias cercanas”.
TPR: Es muy notorio, siguiendo en esta línea, que la NASA, así como otros organismos de investigación científica y académica, tengan una práctica de un fuerte trabajo de divulgación masiva en medios de comunicación de sus avances. Ello redunda en portadas, retuiteos e interés global. ¿Cómo observa usted estos procedimientos?
Rodrigo Leiva: “Es una práctica común, al menos en EEUU, que los mismos institutos de investigación o laboratorios tengan una política de preparar comunicados de prensa acompañando nuevos resultados en publicaciones, o reuniones científicas que involucren a sus investigadores. Al mismo tiempo, hay muchos periodistas especializados que utilizan directamente estos comunicados de prensa en otros medios. Otras veces complementan sus publicaciones contactando directamente a los investigadores involucrados u otros especialistas del área para comentar al respecto de la noticia”.
“Algunas revistas científicas proveen acceso anticipado de sus publicaciones a periodistas especializados para darles tiempo de preparar artículos que acompañan a las publicaciones principales. En mi propia experiencia trabajando en EE.UU., estos son mecanismos bastante eficaces para difundir y dar mayor visibilidad a resultados tanto entre el público general como también entre colegas que a veces se enteran de nuevas publicaciones primero a través de la prensa y/o redes sociales”.
“Lamentablemente hay muchos medios menos serios que utilizan estas fuentes primarias y secundarias, tergiversando o sacando de contexto los hallazgos con el fin de ganar vistas. Muchas veces no se citan adecuadamente o se omiten sus fuentes, dificultando a los lectores la posibilidad de corroborar la veracidad de lo que escriben”.
TPR: Finalmente, usted fue parte del equipo que en 2014 presentó resultados sobre el sistema de anillos de Cariclo, un objeto del sistema solar que entiendo que es el más pequeño que posee anillos, ¿nos puede compartir sus hallazgos sobre Cariclo y, también, explicarnos qué es un “Centauro”?
Rodrigo Leiva: “Efectivamente, Cariclo es un asteroide del tipo Centauro de unos 260 km de diámetro y los dos anillos que descubrimos en 2013 están a solo 400 km de distancia del centro del objeto. Esto es extremadamente pequeño en términos astronómicos. Previo a Cariclo solo se conocían anillos en torno a Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno, planetas gigantes de entre 50 mil y 140 mil kilómetros”.
“Los asteroides Centauros son especiales pues se mueven entre los planetas gigantes y tienen encuentros frecuentes, astronómicamente hablando, con esos planetas. Uno de estos encuentros puede expulsar el asteroide fuera del sistema solar, o lanzarlo hacia el interior del sistema solar pudiendo convertirse en un cometa. Otra característica interesante es que los Centauros vienen originalmente de zonas lejanas del sistema solar, más allá de Neptuno, y mantienen casi intactos los materiales originales de cuándo se formaron, facilitándonos en parte el estudio de la composición más primitiva del sistema solar exterior”.
“En estudios subsecuentes al publicado en 2014 descubrimos que una una combinación entre su forma alargada y su rotación rápida permite que los anillos permanezcan en su lugar, en vez de dispersarse y desaparecer rápidamente, como sería el caso más común”.
“Seguimos explorando otros Centauros similares, alargados y que giran rápidamente, en busca de otros sistemas de anillos. Sin ir más lejos, a principios de agosto estamos programando observar otro Centauro con características similares a Cariclo con el objetivo de buscar anillos”.
Algunos textos de INTERFERENCIA sobre estos temas
- Proyecto chileno obtiene por primera vez horas de observación a gran escala en Observatorio Alma
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