Programado para su lanzamiento el 22 de diciembre, el telescopio espacial James Webb de la NASA es el observatorio espacial m\u00e1s grande de la historia, y tiene una tarea igualmente gigantesca: recolectar luz infrarroja de los rincones distantes del cosmos, lo que permite a los cient\u00edficos sondear las estructuras y los or\u00edgenes de nuestro universo y nuestro lugar en \u00e9l.<\/p>\n\n\n\n
Muchos objetos c\u00f3smicos, incluidas las estrellas y los planetas, as\u00ed como el gas y el polvo de donde se forman, emiten luz infrarroja, a veces llamada radiaci\u00f3n de calor. Pero tambi\u00e9n lo hacen la mayor\u00eda de los otros objetos c\u00e1lidos, como tostadoras, humanos y electr\u00f3nicos. Eso significa que los cuatro instrumentos infrarrojos de Webb pueden detectar su propio brillo infrarrojo. Para reducir esas emisiones, los instrumentos tienen que estar muy fr\u00edos, alrededor de -233\u00b0C. Pero para funcionar correctamente, los detectores dentro del instrumento de infrarrojo medio, o MIRI, tendr\u00e1n que enfriarse a\u00fan m\u00e1s: -266\u00b0C.<\/p>\n\n\n\n
Eso es solo unos pocos grados por encima del cero absoluto (0 kelvin o -273,15\u00b0C), la temperatura m\u00e1s fr\u00eda te\u00f3ricamente posible, aunque nunca es f\u00edsicamente alcanzable porque representa la ausencia total de calor. Sin embargo, MIRI no es el instrumento de im\u00e1genes m\u00e1s fr\u00edo que jam\u00e1s haya operado en el espacio.<\/p>\n\n\n\n
La temperatura es esencialmente una medida de qu\u00e9 tan r\u00e1pido se mueven los \u00e1tomos y, adem\u00e1s de detectar su propia luz infrarroja, los detectores Webb pueden activarse por sus propias vibraciones t\u00e9rmicas. MIRI detecta luz en un rango de menor energ\u00eda que los otros tres instrumentos. Como resultado, sus detectores son a\u00fan m\u00e1s sensibles a las vibraciones t\u00e9rmicas. Estas se\u00f1ales no deseadas son lo que los astr\u00f3nomos denominan “ruido” y pueden sobrepasar las d\u00e9biles se\u00f1ales que Webb est\u00e1 tratando de detectar.<\/p>\n\n\n\n
Despu\u00e9s del lanzamiento, Webb desplegar\u00e1 un parasol del tama\u00f1o de una cancha de tenis que bloquear\u00e1 MIRI y los otros instrumentos del calor del sol, permiti\u00e9ndoles enfriarse pasivamente. A partir de unos 77 d\u00edas despu\u00e9s del lanzamiento, el crioenfriador de MIRI pasar\u00e1 19 d\u00edas bajando la temperatura de los detectores del instrumento a menos de 7 kelvin.<\/p>\n\n\n\n
“Es relativamente f\u00e1cil enfriar algo a esa temperatura en la Tierra, generalmente para aplicaciones cient\u00edficas o industriales”, dijo Konstantin Penanen, especialista en crioenfriadores del Laboratorio de Propulsi\u00f3n a Chorro de la NASA en el sur de California, que administra el instrumento MIRI para la NASA. \u201cPero esos sistemas basados \u200b\u200ben la Tierra son muy voluminosos y energ\u00e9ticamente ineficientes. Para un observatorio espacial, necesitamos un enfriador que sea f\u00edsicamente compacto, altamente eficiente en energ\u00eda y tiene que ser altamente confiable porque no podemos salir a repararlo. As\u00ed que esos son los desaf\u00edos que enfrentamos y, en ese sentido, dir\u00eda que el enfriador criog\u00e9nico MIRI est\u00e1 sin duda a la vanguardia”.<\/p>\n\n\n\n
Uno de los grandes objetivos cient\u00edficos de Webb ser\u00e1 estudiar las propiedades de la primera generaci\u00f3n de estrellas que se formar\u00e1n en el universo. La c\u00e1mara de infrarrojo cercano de Webb, o el instrumento NIRCam, podr\u00e1 detectar estos objetos extremadamente distantes, y el MIRI ayudar\u00e1 a los cient\u00edficos a confirmar que estas d\u00e9biles fuentes de luz son c\u00famulos de estrellas de primera generaci\u00f3n, en lugar de estrellas de segunda generaci\u00f3n que se forman m\u00e1s tarde como una galaxia evoluciona.<\/p>\n\n\n\n