Publicado: 
21 de diciembre de 2021

El Hubble echa una mano

Telescopio espacial Hubble
Desde 1990, el telescopio espacial Hubble ha orbitado sobre la atmósfera de la Tierra, brindándonos vistas espectaculares de nuestro cosmos. Crédito: NASA

Situado muy por encima de las nubes con lluvia, la contaminación lumínica y la distorsión atmosférica, el telescopio espacial Hubble de la NASA tiene una vista clara del universo. Nos ha mostrado galaxias distantes, ha rastreado objetos interestelares que atraviesan nuestro sistema solar a toda velocidad y ha estudiado la atmósfera de planetas que orbitan otras estrellas. Además de obtener sus propias imágenes deslumbrantes y sus descubrimientos revolucionarios, el Hubble utiliza su poderosa visión para respaldar muchas otras misiones pasadas, presentes y futuras en el espacio.

Estas misiones representan una amplia gama de investigaciones científicas: desde sondas planetarias que estudian de cerca la intrincada dinámica de la atmósfera de los gigantes gaseosos, hasta observatorios que miran más allá de nuestro sistema solar hacia el espacio profundo para estudiar el universo primitivo.

Un próximo ejemplo clave del apoyo a misiones como estas son las observaciones preparatorias del Hubble para el telescopio espacial James Webb, cuyo lanzamiento está programado para el 24 de diciembre. Construido para promover los objetivos científicos motivados por los descubrimientos del Hubble, Webb tendrá una ventaja en su misión de aprender más acerca de las galaxias más antiguas de nuestro cosmos, los misteriosos planetas que existen más allá de otras estrellas y mucho más. Este tipo de colaboración en misiones ha sido una parte importante del legado del Hubble.

Telescopio espacial James Webb
Se espera que el telescopio espacial James Webb sea lanzado el 24 de diciembre de 2021. Crédito: NASA-GSFC

Descubrir nuestro sistema solar

El Hubble ha apoyado varias de las misiones planetarias más importantes y emocionantes de la NASA. La investigación científica y las imágenes recopiladas con estas misiones no solo nos han permitido profundizar nuestra comprensión de nuestro sistema solar exterior, sino que también nos han brindado una mirada más cercana.

Las observaciones de Júpiter hechas por el Hubble han ayudado a varias misiones a estudiar la atmósfera, las lunas y los objetos cósmicos que rodean a este gigante gaseoso. Al monitorear durante décadas la actividad en la atmósfera de Júpiter, el Hubble ha visto tormentas masivas estallar desde debajo de las nubes y ha visto su tormenta más grande, la Gran Mancha Roja, encogerse a medida que aumenta la velocidad de sus vientos.

Siguiendo estas observaciones y trabajando en conjunto con el Hubble, la misión Juno continúa aprendiendo sobre estas capas de nubes y lo que hace que las tormentas se agiten.

La misión New Horizons utilizó las observaciones del Hubble para aprender más sobre su objetivo: el planeta enano Plutón. El Hubble descubrió cuatro lunas plutonianas adicionales a partir de sus observaciones, dos de las cuales se encontraron después del lanzamiento de New Horizons. Sin la ayuda del Hubble, New Horizons habría descubierto las diminutas lunas apenas unos meses antes de su visita a Plutón, lo que le habría permitido poco tiempo para planificar adecuadamente todas las nuevas observaciones. En junio de 2014, el Hubble buscó y descubrió otro objetivo para la nave espacial New Horizons: 2014 MU69, ahora llamado Arrokoth, el objeto del sistema solar más lejano y primitivo jamás explorado por la humanidad. New Horizons sobrevoló Arrokoth a principios de 2019.

El Hubble ayudará a estudiar los componentes de los asteroides troyanos en apoyo a la misión Lucy de la NASA, que fue lanzada en octubre de 2021. Estos asteroides orbitan junto con Júpiter alrededor del Sol y se piensa que son restos de la formación del sistema solar. Gracias a que el Hubble puede detectar un satélite pequeño y tenue orbitando alrededor de un asteroide más grande —algo que un telescopio terrestre podría pasar por alto–, el equipo de Lucy utilizó al Hubble para buscar satélites troyanos antes del lanzamiento de Lucy. La primera ronda de observaciones se llevó a cabo en el otoño de 2018.

Al año siguiente, vieron algo que podría haber sido un satélite cerca del asteroide troyano Euríbate, y presentaron una propuesta urgente para usar al Hubble nuevamente. Aproximadamente un mes después, pudieron obtener sus observaciones. Hubble descubrió que Euríbate tiene un pequeño satélite, posteriormente llamado Queta. Este descubrimiento se ha convertido en una oportunidad de exploración científica adicional para la nave espacial, ya que visitará no siete sino ocho asteroides, que serán el objetivo de un sobrevuelo en 2027.

Aunque la búsqueda de satélites es uno de los objetivos centrales de la misión, encontrar estos pequeños mundos antes del lanzamiento de Lucy le da al equipo la oportunidad de investigar sus órbitas y planificar observaciones de seguimiento más detalladas con la nave espacial.

Exoplanetas, estrellas, galaxias y más

Cuando el Hubble fue lanzado hace más de 30 años, los astrónomos no tenían forma de probar que existían planetas fuera de nuestro sistema solar.

Hoy en día, se sabe que existen miles de exoplanetas. El Hubble trabaja actualmente junto con otros telescopios espaciales como el Satélite de sondeo de exoplanetas en tránsito (TESS, por sus siglas en inglés), que tiene como objetivo encontrar exoplanetas prometedores que orbitan alrededor de nuestras estrellas más cercanas y brillantes. El Hubble apoya los descubrimientos de TESS obteniendo los espectros ultravioleta de las estrellas anfitrionas de estos exoplanetas para establecer cómo la radiación de las estrellas afecta la composición y la química atmosférica de sus exoplanetas. El Hubble también recopila mediciones de las atmósferas de los exoplanetas para buscar evidencia de nubes, neblina o agua.

Entre muchos otros objetivos, el telescopio espacial James Webb observará los exoplanetas donde el Hubble proporcionó una detección segura de agua en la atmósfera, y medirá su abundancia.

El Hubble también apoya a Webb mediante una serie de observaciones científicas preparatorias para identificar posibles objetivos del telescopio. Iniciado en 2016, el programa alienta a los astrónomos a presentar propuestas científicas para las observaciones del Hubble con el fin de allanar el camino para las observaciones de Webb. Una vez lanzado, el telescopio podrá comenzar inmediatamente a explorar más profundamente en las poblaciones estelares y basarse en las observaciones de las galaxias y sus formas.

Recientemente, el Hubble puso la vista en una galaxia primitiva que es una reliquia, NGC 1277, cuyas estrellas nacieron hace 10.000 millones de años, pero que no ha pasado por más formaciones estelares. Las galaxias como NGC 1277 se denominan “rojas y muertas” y, por lo general, se encuentran demasiado lejos para ser estudiadas en detalle. Webb podrá medir los movimientos de los cúmulos de estrellas globulares en NGC 1277 y potencialmente aprender más sobre la materia oscura que contiene, proporcionando una nueva perspectiva sobre este tipo de galaxias.

El telescopio espacial Roman, cuyo lanzamiento está programado para mediados de esta década de 2020, observará muchos objetos ya estudiados por el Hubble o Webb. No se centrará en un solo objeto, sino que se basará en los grandes mosaicos tomados por el Hubble, gracias a su gran campo de visión y los grandes detectores que posee el Roman. Un ejemplo de ello es el mosaico del programa Tesoro pancromático Hubble de Andrómeda (PHAT, por sus siglas en inglés), que cubre un tercio de la galaxia de Andrómeda y fue creado con más de 400 imágenes de Hubble. El Roman capturará esta vista en luz infrarroja utilizando solo dos imágenes, lo que abrirá un mundo de conocimientos sobre las galaxias y sus componentes.

El futuro de la astronomía en el espacio profundo

El estudio COSMOS comenzó en 2002 como un programa del Hubble para obtener imágenes de una franja amplia y profunda de cielo, de un área aproximada de 10 lunas llenas. Una vez que Webb comience a realizar observaciones científicas en el verano boreal de 2022, se basará en ese legado al estudiar medio millón de galaxias dentro de ese trozo de cielo, convirtiéndose en el proyecto más grande que Webb emprenderá durante su primer año. Llamado COSMOS-Webb, este estudio en profundidad permitirá a los científicos aprender más sobre la materia oscura y cómo esta ha evolucionado con las galaxias y sus estrellas a lo largo de la vida del universo.

Las ondas gravitatorias son “ondulaciones” en el espacio-tiempo causadas por algunos de los procesos más violentos y energéticos del universo. Estas perturbaciones se pueden registrar con detectores terrestres como el Observatorio de ondas gravitatorias por interferometría láser, que está financiado por la Fundación Nacional de Ciencias y es operado por Caltech y el Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT, por sus siglas en inglés). Debido a que las señales de una onda gravitatoria solo les dan a los astrónomos una señal muy breve de perturbación del espacio-tiempo sin mucha información direccional, los astrónomos luego usan telescopios que pueden apuntar muy rápidamente a través del cielo y cubrir una vasta área para concentrarse en la región del espacio donde se han originado las señales.

Las ondas de gravedad y las ondas de luz son formas físicamente diferentes de transmitir información, y las observaciones que utilizan ambas se denominan astronomía de mensajeros múltiples, un campo de la astronomía en rápido crecimiento.

Una vez ubicado en la galaxia correcta donde ha ocurrido el fenómeno cósmico, por ejemplo la fusión de dos densas estrellas de neutrones, el Hubble entonces se centra en esa área. El Hubble puede obtener un detallado espectro de luz y una imagen nítida de la galaxia para comprender mejor el fenómeno, detectando la radiación que a veces está asociada con el fenómeno que produce las ondas gravitatorias. Una vez que sea lanzado, Webb también será utilizado para un estudio en profundidad de estos fenómenos.

A lo largo de su vida, la poderosa visión del Hubble ha “preparado el escenario” para Webb y varias otras misiones que tienen como objetivo descubrir datos fascinantes sobre nuestro universo, desde nuestro vecindario cósmico hasta los confines más lejanos del espacio.

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