Información general

Las más de tres décadas de exploración de Hubble han cambiado para siempre nuestra comprensión del universo. Sus descubrimientos han ganado el Premio Nobel, han confirmado las teorías de Einstein, han detectado planetas más allá de nuestro sistema solar, han iluminado nuestra comprensión de la materia oscura y la energía oscura, y han impulsado preguntas que van más allá de las que originalmente buscamos responder con él.

Hubble es una misión de cooperación entre la NASA y la ESA (Agencia Espacial Europea). El Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland, supervisa las operaciones diarias en la órbita de Hubble, mientras que el Instituto de Ciencias del Telescopio Espacial (STScI, por sus siglas en inglés) en Baltimore, Maryland, coordina y lleva a cabo las operaciones científicas de este observatorio según su contrato con la NASA.

Temas científicos

La misión científica de Hubble se centra en cinco temas generales:

Origen y evolución del universo

Bautizado así por el astrónomo Edwin Hubble, quien fue el primero en encontrar pruebas de que el universo se está expandiendo, el telescopio espacial Hubble fue concebido inicialmente para ayudar a los astrónomos a determinar la tasa de expansión, la estructura y la edad del universo. Las observaciones de Hubble de las supernovas de Tipo IA mejoraron nuestros cálculos de esa tasa de expansión, llamada constante de Hubble, pero también ayudaron a mostrar que la expansión del universo no se está desacelerando, como esperaban los astrónomos. Por el contrario, se está acelerando. Este descubrimiento ganó el Premio Nobel de Física de 2011.

Los astrónomos creen que la aceleración del universo es causada por la “energía oscura” que actúa como una fuerza “antigravedad”. A diferencia de la energía normal que vemos en el universo, la energía oscura es invisible. No emite, absorbe ni refleja la luz. Detectamos la energía oscura por su influencia sobre los objetos que podemos ver, como las galaxias.

Al igual que la energía oscura, la materia oscura invisible se detecta observando cómo su gravedad afecta a la materia ordinaria. Solo su atracción gravitatoria revela su presencia. La gravedad de la materia oscura es el pegamento que, en una galaxia, mantiene juntos a las estrellas, el polvo y el gas, formando la estructura a gran escala del universo.

Los grandes cúmulos de galaxias que actúan como lentes gravitacionales son el laboratorio perfecto para estudiar la materia oscura. Los astrónomos que usan el Hubble pueden cartografiar la materia oscura en los cúmulos de galaxias masivos por la forma en que su gravedad curva y distorsiona la luz de galaxias lejanas situadas detrás de estos cúmulos. Cuanto mayor sea la concentración de materia oscura en un cúmulo de galaxias, más dramática será su distorsión de la curvatura de la luz.

Galaxias

Las galaxias son las bases visibles del universo; cada una es un conjunto de estrellas, planetas, gas, polvo y materia oscura unidos por la gravedad. Las observaciones de Hubble mostraron que en el corazón de cada galaxia se encuentra un enorme agujero negro cuyo tamaño depende directamente del bulbo central de estrellas de la galaxia. Hubble incluso nos dio la primera imagen del gran disco de acreción plano que rodea un agujero negro.

Más allá de la estructura y evolución de las galaxias individuales, las observaciones del Campo Profundo de Hubble revelaron que el universo está lleno de galaxias que se remontan a unos pocos miles de millones de años después del Big Bang. Además, los campos profundos documentan un período de formación estelar muy activo que ocurrió unos 3.000 millones de años después del Big Bang.

Las observaciones de Hubble han ampliado enormemente nuestra comprensión de las galaxias, dándonos una idea de cómo estas se forman, crecen y evolucionan a lo largo del tiempo.

Las estrellas y su entorno

Hubble ha registrado la vida de estrellas desde su nacimiento dentro de extensas nubes de gas y polvo llamadas nebulosas, hasta su violenta agonía en explosiones catastróficas llamadas supernovas. Los instrumentos del infrarrojo de este observatorio, WFC3 y NICMOS, aprovechan la luz infrarroja de mayor longitud de onda que no es dispersada por el polvo oscuro que rodea a las estrellas recién nacidas. Estas vistas infrarrojas se asomaron al corazón de nuestra galaxia, la Vía Láctea, y descubrieron estrellas masivas recién nacidas reunidas en cúmulos. Al observar los componentes de su luz, los astrónomos pueden determinar la composición química de estas estrellas jóvenes, lo que ayuda a determinar cómo será su evolución.

La visión infrarroja de Hubble también ha estudiado estrellas individuales y cúmulos de estrellas en galaxias cercanas. Estas observaciones ofrecen a los astrónomos la oportunidad de comprender mejor cómo evolucionan las estrellas en diferentes entornos.

Hubble también detalló la vida de estrellas jóvenes con su programa Biblioteca del Legado en Ultravioleta de Estrellas Jóvenes como Estándares Esenciales (ULLYSES, por sus siglas en inglés). Este esfuerzo de tres años observó estrellas jóvenes que aún estaban reuniendo material y aquellas que se habían formado recientemente.

Exoplanetas

Cuando Hubble fue lanzado, en 1990, el estudio de los planetas más allá de nuestro sistema solar ni siquiera era un campo de investigación. Dos años más tarde, los astrónomos descubrieron el primer exoplaneta. No fue hasta 2008 que Hubble obtuvo la primera imagen en luz visible de un objeto similar a un planeta fuera de nuestro sistema solar. Llamado Fomalhaut b, los astrónomos lo estudiaron con el telescopio Hubble durante años y, durante este proceso, observaron que algo extraño estaba sucediendo. El planeta parecía atenuarse con cada observación sucesiva. Luego, en 2020, se le vio desvanecerse por completo. Investigaciones posteriores revelaron que es posible que Fomalhaut b sea en realidad una vasta nube de polvo en expansión producida por una colisión entre dos grandes cuerpos celestes que orbitaban alrededor de la estrella Fomalhaut.

Hubble también captó la primera vista de perfil detallada de un gran disco de gas y polvo alrededor de la estrella Beta Pictoris, que tiene 20 millones de años de edad. El telescopio reveló que la distribución de polvo de este disco apenas había cambiado en 15 años, a pesar de que toda la estructura viaja en órbita alrededor de la estrella, como un carrusel. Esto significa que la estructura del disco es lisa y continua, al menos durante el intervalo entre las observaciones de Hubble.

Los investigadores que utilizaron Hubble también midieron directamente el aumento de la masa de un planeta en crecimiento del tamaño de Júpiter llamado PDS 70b. Es posible que este planeta, que comenzó a formarse hace unos cinco millones de años, esté en el final de su proceso de formación.

El sistema solar

Las imágenes de alta resolución de Hubble han trazado la evolución de los planetas y lunas del sistema solar durante más de 30 años.

Sus observaciones de Plutón allanaron el camino para la misión New Horizons al obtener imágenes de las características de la superficie de ese planeta enano y encontrar nuevas lunas a su alrededor. También ayudaron a New Horizons a encontrar un nuevo objeto de estudio después de Plutón. En 2014, Hubble descubrió el asteroide de doble lóbulo denominado Arrokoth (anteriormente conocido como Ultima Thule), dentro del cinturón de Kuiper. New Horizons visitó este asteroide de forma extraña en 2019, lo que lo convierte en el objeto más lejano y primitivo del sistema solar que haya sido visitado por una nave espacial.

Cómo solicitar tiempo de observación con Hubble

El telescopio Hubble observa el cosmos las 24 horas del día, los siete días de la semana, los 365 días del año, recopilando más de 10 terabytes de información al año. Cada momento del tiempo de Hubble está lleno de observaciones detalladas programadas con precisión y diseñadas para maximizar los datos científicos que se recopilan.

Cualquier persona puede solicitar tiempo de observación con Hubble. No hay restricciones de nacionalidad ni de afiliación académica, pero la competencia es feroz. Los astrónomos que deseen utilizar el telescopio deben presentar una propuesta detallada al Instituto de Ciencias del Telescopio Espacial (STScI, por sus siglas en inglés), donde las operaciones científicas se coordinan y llevan a cabo según un contrato con la NASA. Este proceso de dos fases consiste en una evaluación rigurosa de la investigación y de si los resultados son o no el mejor uso de los instrumentos y el tiempo de Hubble. En la Fase I, los observadores deben proporcionar una lista de objetivos y sus coordenadas, qué instrumento(s) del Hubble desean usar, cuántas órbitas estimadas se necesitarán para adquirir estas observaciones y las justificaciones científicas de por qué Hubble es el único telescopio capaz de lograr los objetivos científicos de la propuesta.

Debido a que el tiempo de observación se mide por el número de órbitas requeridas para una observación exitosa, los programas que necesitan varias órbitas reciben un escrutinio mucho mayor.

Una vez presentada la propuesta, se eliminan los datos personales para hacerla anónima y someterla a una revisión de sus méritos científicos por un Comité de Asignación del Telescopio (TAC, por sus siglas en inglés). Si es aprobada, la propuesta pasa a la Fase II, donde los observadores describen los detalles que se corresponden con las muchas limitaciones de Hubble. Entre estos detalles está el garantizar que una observación en una parte del cielo no sea seguida por otra en la parte opuesta del cielo. Mover repetidamente el telescopio 180 grados resultaría una pérdida de tiempo y energía, y supondría un desgaste adicional en los sistemas de precisión que controlan hacia dónde apunta Hubble.