James Webb y el remedio de la ceguera

«Si sólo viésemos el Universo en el rango óptico de frecuencias de la luz, estaríamos ciegos ante una multitud de eventos». La frase es de la astrofísica Laura Hermosa, ovetense y formada en la Facultad de Ciencias de la Universidad de Oviedo, y actualmente parte del equipo del Centro de Astrobiología (CAB) CSIC-INTA. Ayer dio inicio a las conferencias del seminario del ICTEA, en el Salón de Grados de la Facultad de Ciencias de la Universidad de Oviedo, con una selectísima audiencia, y con una charla sobre el centro de las galaxias cercanas a la Vía Láctea (nuestra propia galaxia) y las novedades que para su estudio aporta el telescopio espacial James Webb, en el que es su tercer año de servicio desde su lanzamiento.

El Webb es un observatorio espacial de última generación, desarrollado entre 14 países, construido y operado conjuntamente por la Agencia Espacial Europea, la Agencia Espacial Canadiense y la NASA para en principio, sustituir los telescopios Hubble y Spitzer, también en órbita.

Sin embargo, Laura Hermosa hizo ver ayer durante su exposición que «pueden trabajar juntos» y ser complementarios. El Hubble, por ejemplo, lleva ya más de 30 años en servicio, muy por encima de lo inicialmente previsto, y sigue aportando información muy relevante, en particular en la parte visible del espectro luminoso.

Con todo, durante la exposición de Hermosa dio algunos datos importantes. Por ejemplo, puso comparaciones entre imágenes obtenidas por el Hubble y por el Webb, mucho más detalladas en el segundo caso, y con diferencias en los tiempos necesarios del rango de horas frente a días.

Por otra parte, como el Webb permite observar en el espectro infrarrojo, esto da la opción de eliminar de la imagen resultante buena parte del polvo interestelar. Ello aporta, en algunos casos, una visión mucho más clara de las galaxias cercanas y su estructura, en particular del centro galáctico, donde se encuentran objetos de gran interés, denominados de forma genérica AGN (por las siglas en inglés de Núcleo Galáctico Activo), y que se corresponden en gran medida con agujeros negros, que en ocasiones son dos para el núcleo de una misma galaxia, lo que puede deberse a fusiones galácticas.

Hermosa explicó que desde principios de 2010 se han sucedido multitud de publicaciones sobre los AGN, y que en 2017 «salió a la luz el primer trabajo sistemático sobre los AGN, con una comparativa sobre la masa expulsada por sus 'outflows' y su luminosidad»... que resultó no cumplir con la correlación esperada. En parte, porque frente a la imagen tradicional de que los 'outflows' de los AGN son siempre perpendiculares al eje de rotación de su galaxia, esto no se cumple siempre: «hay muchas desalineaciones», explicó Hermosa, que indicó que entre las causas de estas se encuentra «la propia geometría de las galaxias», no siempre simétricas ni discoidales, como mostró en varios ejemplos.

Por otra parte, apuntó que «para estudiar la luminosidad de los outflows nos centramos en las líneas de emisión», que dan datos sobre la cantidad de material que arrastran, su temperatura y las líneas de gas ionizado, en función de si son de baja o de alta excitación. Explicó la astrofísica que para las de baja, «las estrellas son capaces de aportar la energía necesaria», pero para las de alta, sólo es posible con AGN. Al observar casos de alta ionización «se ve muy claramente el efecto del agujero negro», de la misma forma que el 'outflow', al atravesar regiones de formación estelar puede acelerar procesos de acreción que llevan a la formación de nuevas estrellas.

La conferencia de Laura Hermosa tuvo también momentos de disfrute estético, como cuando comparó imágenes del Hubble con imágenes obtenidas por el Webb de una misma galaxia (ARP 220) , resultado de la fusión, hace unos 700 millones de años, de dos galaxias menores. ARP 220 parece no haberse vuelto a estabilizar todavía tras ese 'reciente' choque de sus galaxias 'madre', y además muestra con mucha claridad en las imágenes del Webb que en su zona central hay dos agujeros negros. Pero Hermosa puso un tono hasta divertido para explicar que en el rango ''óptico no hay forma de verlo'' (porque el polvo impide la visión clara de esos AGN), mientras que «con el James Webb es mucho más claro, y en la imagen lo podéis ver por... (dejó ahí un momento de suspense que dio más ventaja a quienes están especializados en fotografía que a los propios astrofísicos) ...porque en la imagen se ve un patrón de difracción doble» (las típicas líneas rectas que parecen salir de las zonas más brillantes en las imágenes estelares, que en esta ocasión mostraban líneas paralelas, en lugar de una sola línea).

Mostró otro ejemplo, el de la galaxia NGC 6240, en la que «ahora estamos seguros de que hay dos AGN distintos -distantes 0,7 kiloparsecs, esto es, entre 2.200 y 2.300 años luz-. Con el telescopio espacial Spitzer »no se resolvían -término que significa que no se podía distinguir uno de otro, como ocurre con la mayoría de los sistemas estelares binarios o triples, que parecen estrellas únicas- los dos núcleos, mientras que con el Webb se distinguen claramente«.

Para ponerlo en perspectiva, el logro del Webb supone ver por separado dos objetos extremadamente energéticos y que se encuentran en el centro de una galaxia ubicada a unos 400 millones de años luz separados entre ellos por una distancia 200.000 veces menor. El equivalente a distinguir si en Santander hay uno o dos focos de luz intensísima, separados por apenas un metro, observando desde Gijón.

En el turno de preguntas surgieron interrogantes profundos, dignos del nivel de la audiencia congregada, entre quienes se encontraban el director del ICTEA, Javier de Cos, y la investigadora Noemí Pinilla. Se le planteó a Hermosa la interrelación entre los AGN y la posibilidad de que se desarrolle vida en planetas en las zonas de habitabilidad de sistemas estelares ubicados en el centro de las galaxias. «Si están demasiado cerca de un AGN, los sistemas estarán fritos», expresó, y precisó que «al menos el 40% de las fuentes de rayos gamma más potentes detectados son precisamente AGN's''.

También se le cuestionó por la dinámica por la que se solicita tiempo de observación del James Webb. Intervino ahí Pinilla para precisar que «de cada diez propuestas, nueve se rechazan. Y no porque sean insuficientes o estén mal planteadas, sino porque la que se acepta es, sencillamente, mejor». Estamos hablando de un telescopio espacial que tiene una vida útil prevista, precisó Hermosa, «de unos diez años», puesto que se encuentra en una «órbita semiestable» en la que periódicamente es necesario darle un pequeño empujón para que se mantenga en el lugar. También gasta algo de combustible el Webb en las reorientaciones necesarias para cada observación, de forma que estas también se intenta que se programen con el mínimo gasto energético posible.

El Webb se encuentra en un punto de Lagrange, el L2. Los puntos de Lagrange marcan las posiciones donde la atracción gravitatoria combinada de las dos masas grandes (en este caso, el Sol y la propia Tierra) proporciona la fuerza centrípeta necesaria para rotar sincrónicamente con la menor de ellas (es decir, la Tierra). Son análogos a las órbitas geosincrónicas que permiten a un objeto estar en una posición 'fija' en el espacio en lugar de en una órbita en que su posición relativa cambia continuamente.

El problema es que el L2 se encuentra a 1,5 millones de kilómetros de la Tierra (la Luna está a 0,38 millones de kilómetros de media), de forma que cualquier misión de reparación o de 'repostaje' se antoja, hoy por hoy, imposible.

Se cuestionó también a Hermosa hasta qué punto hacen falta más datos. Puntualizó que el Webb está aportando «una gran cantidad de lo que nos faltaba, la información en infrarrojo», de forma que ahora lo más urgente «es contar con más potencia de simulación en nuestros equipos informáticos y más capacidad de entendimiento de lo que suponen los datos».

De Cos hizo un resumen fantástico: «El James Webb lo está cambiando todo, y en los próximos años se nos viene una perspectiva realmente emocionante».

Tras finalizar la conferencia, y en conversación con EL COMERCIO, Laura Hermosa quiso rendir «un homenaje a la misión GAIA, que ha estado en el punto de Lagrange L2 los últimos 15 años, mapeando todas las estrellas de nuestra galaxia y que el pasado 15 de enero ha finalizado sus operaciones». Explicó Hermosa que «desde entonces, pese a finalizar, se ha aprovechado para hacer pruebas de tecnología que serán muy beneficiosas para futuras misiones, y se la ha enfocado hacia la Tierra para ver cómo reaccionan los equipos de GAIA», lo que aporta mucha información técnica.

Y da también una oportunidad magnífica para los astrónomos aficionados, dado que con la reorientación efectuada su brillo aparente para un observador sobre la Tierra ha aumentado, por lo que se ha emitido un aviso para quienes quieran tratar de localizarlo en el cielo nocturno. Explica Hermosa que «desde Asturias se puede ver hacia el oeste alrededor de las diez de la noche».

Se notó a Hermosa encariñada con la misión GAIA, que «no solo mapeó todas las estrellas de nuestra galaxia, sino que nos permite conocer mejor su forma (es realmente mucho más difícil conocer la forma de la galaxia en la que estamos, al tener que verla desde su interior, concretamente desde uno de sus brazos espirales, que la forma de una galaxia vecina) y saber que está alabeada (con los extremos combados como una 'S' muy alargada) por las interacciones con las galaxias pequeñas vecinas del grupo local».

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