Por @Wicho — 19 de Abril de 2022

Hace unos días el instrumento MIRI del telescopio espacial James Webb alcanzaba su temperatura de trabajo. Fue el último de los instrumentos de a bordo en hacerlo porque tiene que trabajar a -266 ºC a diferencia de los demás, que trabajan a «sólo» entre -235 y -241 ºC. Todos se fueron enfriando pasivamente desde el lanzamiento. Pero para que MIRI pudiera bajar esos pocos grados extra hubo que activar su refrigerador y dejarle hacer su trabajo.

MIRI durante su instalación – NASA/Chris Gunn
MIRI durante su instalación – NASA/Chris Gunn

Esas temperaturas tan bajas son necesarias porque los cuatro instrumentos detectan la luz infrarroja que emiten galaxias lejanas, las estrellas ocultas en las nubes de polvo, y los planetas fuera de nuestro sistema solar. Son señales muy débiles y si los instrumentos del Webb no estuvieran tan fríos su propio calor taparía las señales que tienen que detectar. Y entre ellos MIRI es el que detecta longitudes de onda infrarrojas más largas –más frías– y por eso tiene que estar aún más frío.

Los cuatro instrumentos son:

  • El Instrumento para el Infrarrojo Medio (MIRI), que observará objetos fríos y lejanos en el infrarrojo medio y permitirá hacer un mapa espectroscópico del universo que permitirá ver qué elementos hay por ahí. Es un desarrollo conjunto de la ESA y la NASA.
  • La Cámara para el Infrarrojo Cercano (NirCAM), que permitirá ver los objetos más lejanos nunca observados en el infrarrojo cercano. Esto incluye la luz de las primeras estrellas y galaxias. Juega también un papel fundamental en la alineación del telescopio. Su desarrollo fue liderado por la NASA.
  • La Cámara para el Infrarrojo Cercano y Espectrógrafo sin Rendija (NIRISS), que permitirá estudiar la temperatura. masa y composición química de los objetos que observe el telescopio. También permitirá averiguar qué moléculas hay presentes en las atmósferas de exoplanetas. Este instrumento incluye el Sensor de Guiado Fino (FGS), que se encarga de apuntar con precisión el telescopio. La Agencia Espacial Canadiense (CSA) fue la encargada de su desarrollo.
  • El Espectrógrafo para el Infrarrojo Cercano (NIRSpec), que permitirá medir la temperatura, masa y composición química de los objetos que observe el Webb en esta banda. También contribuirá al mapa espectroscópico del universo; de hecho es capaz de captar el espectro de hasta 200 objetos simultáneamente. Es un desarrollo de la ESA.

Con todos los instrumentos a su temperatura de trabajo ya se pueden acometer las dos últimas fase del enfoque del telescopio. Y es que cada uno de los instrumentos tiene sus sensores para captar la luz infrarroja en distintos lugares del plano focal del telescopio –la superficie sobre la que enfoca la luz–.

Distribución de los sensores en el plano focal del Webb – NASA
Distribución de los sensores en el plano focal del Webb – NASA

Así que hay que buscar un ajuste de enfoque que satisfaga las necesidades de todos. No será la solución óptima para todos y cada uno de ellos, aunque poco le faltará. Y esto no se podía hacer hasta que MIRI estuviera a sus -266 ºC:

  1. Identificación de la imagen de cada segmento para saber qué imagen es de cada espejo.
  2. Alineación de segmentos para que la imagen de cada uno de ellos esté en un punto determinado y controlado.
  3. Apilamiento de imágenes para que las 18 imágenes caigan en un solo punto.
  4. Enfoque grueso con la curvatura de los espejos individuales.
  5. Enfoque fino con las ópticas internas de los instrumentos del Webb.
  6. Alineación para los demás instrumentos, y es que en los pasos anteriores sólo de trabaja con la NIRCam.
  7. Alineación final una vez que se han hecho los ajustes para cada instrumento.

Una consecuencia de esta tener los sensores siempre expuestos a la luz que reflejen los espejos del telescopio es que el Webb nunca estará mirando un único objeto con un instrumento dado; siempre habrá más objetos cuya luz caiga sobre los detectores de los otros instrumentos.

Así que siempre hará ciencia accidental extra. Es un poco como si al hacer una foto decides colocar el objeto de interés a un lado del encuadre; siempre habrá más cosas que salgan en la foto y que, quién sabe, pueden hacer que la foto quede mejor. En el caso del Webb serán más datos. Y nunca se sabe qué puede haber en los datos.

Además de terminar con el enfoque ahora que están a su temperatura de trabajo los distintos instrumentos ya pueden empezar a recoger datos de cara a su puesta en marcha, calibración, y entrada en servicio.

EL objetivo sigue siendo publicar las primeras imágenes buenas a mediados de año.

Se puede ver el estado del telescopio en todo momento en la página Where is Webb?. Y también información sobre la misión en las cuentas de Twitter @NASAWebb, gestionada por la NASA, y en @ESA_Webb, gestionada por la Agencia Espacial Europea (ESA).

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