Chris Evans, astrónomo: “Mirar a otros sistemas planetarios nos enseña que la Tierra está en un lugar muy especial”

El 25 de diciembre de 2021 partió hacia el espacio el telescopio espacial James Webb. Desde un lugar privilegiado de observación, en una órbita a 1,5 millones de kilómetros de distancia de la Tierra, protegido de la radiación solar y terrestre, promete imágenes capaces de transformar nuestra imagen del universo y cuestionar nuestro lugar en él. En una visita al Centro Europeo de Astronomía Espacial de la Agencia Espacial Europea, cerca de Madrid, Chris Evans (Hertford, Reino Unido, 47 años), responsable de la representación de la ESA en el instituto que gestiona el Webb, hace un repaso a algunos de los descubrimientos de este artefacto de 10.000 millones de euros dos años después de su lanzamiento.

De qué está hecho el cosmos

El Webb capta cinco veces más luz que el telescopio espacial Hubble. Eso le permite detectar señales débiles de planetas lejanos o galaxias poco después del Big Bang, pero gracias a sus capacidades espectroscópicas, que descomponen la luz y mide las longitudes de onda que emite cada objeto, puede conocer su composición. “Aunque ves todas estas bonitas imágenes que se publican, tres cuartas partes de los programas de observación son para espectroscopia”, explica Evans. Con esas imágenes ha sido posible detectar, por primera vez, dióxido de carbono en la atmósfera de un planeta extrasolar, en WASP 39b, y se podrán analizar los efectos de las llamaradas que lanzan las enanas rojas, las más frecuentes del universo, sobre las atmósferas de los planetas que las rodean. Este es un paso importante para averiguar si en esos mundos abundantes, pero sometidos a una estrella hostil, es posible que se haya desarrollado vida.

Permitirá hacer preguntas antes imposibles

“Si miramos a galaxias que están relativamente cerca, como a 20 millones de años luz, con el Hubble puedes observar estas hermosas e icónicas galaxias espirales. Puedes ver la luz de las estrellas y los brazos espirales, y también ves las líneas de polvo, donde hay mucho gas y polvo interestelar que oscurece la luz que el Hubble observa en el ultravioleta, el rango de luz visible y el infrarrojo. Pero ahora, [con el Webb], tenemos observaciones con longitudes de onda más largas, y podemos ver dentro de ese polvo, y podemos alcanzar regiones que antes, con el Hubble, no eran accesibles. Vemos la columna vertebral de las galaxias, mucha formación de estrellas en su interior y todo el material galáctico. Si te interesa comprender cómo se forman las estrellas y la historia de estas galaxias, el Hubble te da un buen punto de partida, pero hay muchas partes que te pierdes porque están en estas regiones oscuras”.

Todo fue muy rápido tras el Big Bang

Una de las capacidades del Webb, con su cámara NIRCam (cámara del infrarrojo cercano, por sus siglas en inglés) es realizar imágenes del universo profundo, más allá de lo que ha logrado nunca el Hubble. Con su sensibilidad y la longitud de onda mayor, puede alcanzar galaxias que se estaban formando cuando el universo tenía menos de 1.000 millones de años, un 7% de su edad actual. Allí han encontrado objetos extraños, como unos pequeños puntos rojos aparentemente muy masivos, quizá demasiado para aquella etapa del universo. “En algunas de esas galaxias estamos viendo pruebas de que tienen agujeros negros supermasivos en su centro, solo cientos de millones de años después del Big Bang, y hay mucho revuelo en la comunidad científica intentando entender cómo se pudieron acumular unos objetos tan masivos tan rápido”, cuenta Evans.

“Sabemos que es algo que pasa en las galaxias, pero verlo en una etapa tan temprana hace preguntarse cómo se ha producido ese enriquecimiento químico tan veloz. Necesitas muchas generaciones de estrellas muy masivas, consumiendo su combustible muy rápido, explotando como supernovas, y lanzando todo ese material enriquecido [con nuevos elementos] para volver a procesarse de nuevo una y otra vez hasta construir la química que vemos en estas galaxias distantes”, añade el astrónomo. Todo esto está cambiando nuestra forma de entender la evolución de las galaxias.

En busca de planetas habitables

Evans reconoce que para encontrar señales de vida en un planeta parecido a la Tierra junto a una estrella similar al Sol “será necesario esperar a una instalación de la siguiente generación”. Sin embargo, en los primeros trabajos del Webb con exoplanetas como los que orbitan a la enana roja Trappist-1, un sistema con siete planetas del tamaño de la Tierra junto a una estrella muy diferente, ya se ha podido ver que uno no tiene atmósfera y que otro la tiene muy fina, y se sigue estudiando la de los planetas más alejados. Se está empezando a comprender la diversidad de mundos que hay en el universo y qué condiciones puede haber para la vida en lugares muy diferentes de nuestro planeta. “Mirar otros sistemas planetarios nos enseña que la Tierra está en un lugar muy especial”, asegura el astrónomo.

“Se ha publicado hace poco el estudio de un disco alrededor de una estrella en formación que está en una región de formación de estrellas más grande con una gran cantidad de estrellas masivas. Antes pensábamos que si tenías todas estas estrellas masivas, habría fuertes campos de radiación ultravioleta, que dispersarían el gas y romperían los enlaces químicos necesarios para la formación de planetas. Pero este equipo del Max Planck de Heidelberg (Alemania) vio que en uno de estos discos, con ese entorno, había un rico espectro de moléculas, de dióxido de carbono, cianuro o incluso agua. Esto es muy emocionante, porque pensamos que la mayor parte de las estrellas se forman en estas regiones y esto significa que puede haber más sistemas de planetas rocosos de los que cabría esperar”, relata Evans.

El interior del Sistema Solar y el origen del agua en la Tierra

Hay una complementariedad entre el trabajo de telescopios espaciales como Hubble o James Webb y las misiones que visitan otros planetas del Sistema Solar. Las sondas toman medidas muy detalladas, pero los telescopios pueden hacer un seguimiento más continuo. Según cuenta Evans, dentro de nuestro sistema planetario también ha sido posible estudiar la presencia de agua en el cinturón de cometas que hay más allá de Plutón y del cinturón de asteroides entre Marte y Júpiter. “Hemos visto agua saliendo de un asteroide cuando se acerca al Sol. Parece un detalle pequeño, pero es una parte crítica para entender cómo llegó el agua a la parte interior del Sistema Solar y podría explicar el agua de nuestros océanos o la química del planeta”, apunta Evans.

Una lente para ver las primeras estrellas

Uno de los aspectos destacados por Evans son las imágenes del universo profundo que tomará el Webb. “Se apunta deliberadamente a cúmulos de galaxias que, por su empuje gravitatorio, actúan como una gran lente que magnifica los objetos que tiene detrás”, explica Evans. “Así ves todas estas galaxias deformadas que te permiten verlas de forma magnificada y alcanzar objetos demasiado tenues o demasiado lejano que no se podrían ver de otro modo”, añade. Esta técnica permite captar la luz de las primeras estrellas nacidas tras el Big Bang y de todo tipo de objetos exóticos.

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