Hubble vs. Webb: Dos Gigantes Cósmicos que Revelan los Secretos del Universo

Cuando la NASA reveló las primeras imágenes a todo color del Telescopio Espacial James Webb (JWST) en julio de 2022, incluso los científicos más experimentados quedaron asombrados. Para muchos, una imagen destacó sobre las demás: una toma increíblemente hermosa de la Nebulosa Carina, una región de formación estelar a 7,500 años luz de la Tierra, capturada por primera vez en infrarrojo. “Somos científicos y estas imágenes se utilizan para hacer ciencia, pero cuando vi esa en particular, sentí que estaba entrando en una galería de arte”, dijo René Doyon, uno de los investigadores principales de la misión JWST, durante una conferencia de prensa en el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA. “Esto es una obra de arte”.

El increíble éxito del Webb no surgió de la nada. Se construyó sobre el legado del Telescopio Espacial Hubble, lanzado en 1990 y que transformó nuestra comprensión del universo. Hubble nos brindó nuestras primeras vistas de campo profundo de galaxias distantes, capturó imágenes asombrosas de supernovas y nebulosas, y ayudó a establecer la edad del universo y la tasa de expansión cósmica. Hasta el día de hoy, sus imágenes llenan libros de texto, titulares y fondos de pantalla en todo el mundo, remodelando fundamentalmente cómo vemos el cosmos.

Pero el Webb no fue diseñado para reemplazar al Hubble; fue hecho para ver lo que el Hubble no podía. Hubble observa principalmente la luz visible y ultravioleta, mientras que el Webb se especializa en el infrarrojo, lo que le permite atravesar el polvo cósmico y captar señales tenues de las galaxias más tempranas. Juntos, los dos forman un potente par de herramientas de descubrimiento, proporcionándonos vistas de fenómenos como las auroras brillantes de Neptuno y estableciendo nuevos hitos para la NASA. Si el Hubble nos permite mirar lejos, el Webb nos permite mirar profundo. Ambos fueron construidos para ayudarnos a responder preguntas sobre el universo, pero las diferencias entre los dos revelan las perspectivas y el enfoque de la humanidad para observar el misterio más grande que existe: el cosmos.

La tecnología que cambió nuestra visión del cosmos

Hubble y Webb fueron construidos para responder a preguntas diferentes. Hubble orbita la Tierra a unas 320 millas de altura, lo que lo hace accesible para reparaciones (como ocurrió famosamente después de su debut con visión borrosa en 1990). Webb, por otro lado, opera desde un punto de vista mucho más distante a casi 1 millón de millas de la Tierra, orbitando el Sol en lo que se conoce como el segundo punto de Lagrange (un punto en el espacio donde una nave espacial puede “flotar” utilizando las fuerzas equilibradas de la gravedad y el movimiento orbital de la interacción entre el sol y la Tierra). La posición de Webb en el espacio profundo le brinda una vista sin obstrucciones, pero también significa que no hay forma de arreglar las cosas si algo se rompe.

Una de las diferencias más significativas entre los dos telescopios es el tipo de luz que pueden ver. Hubble trabaja con luz ultravioleta, visible y solo un poco de luz infrarroja cercana. Webb ve principalmente en el infrarrojo, lo cual es crucial para observar el universo primitivo. Debido a la forma en que la luz se estira a través de vastas distancias cósmicas (un fenómeno llamado corrimiento al rojo o redshift), las galaxias desde el amanecer del tiempo emiten luz que se ha desplazado hacia el infrarrojo cuando llega a nosotros. Hubble podía insinuar estas estructuras, pero Webb puede resolverlas.

El conjunto de instrumentos de cada telescopio es igualmente único. Ambos utilizan espejos curvos en lugar de lentes, pero los del Hubble están dispuestos en un diseño Ritchey-Chrétien, lo que significa que sus espejos tienen una curva más profunda que un diseño de espejo Cassegrain estándar (que utiliza múltiples espejos para enfocar la luz en el espejo colector de luz). El resultado es una imagen con mayor claridad en un campo de visión más amplio. Webb, sin embargo, contiene un diseño anastigmático de tres espejos que utiliza un (sorpresa) tercer espejo curvo, lo que le permite capturar detalles sin precedentes de los confines más lejanos del espacio.

Por qué importan tanto Hubble como Webb, y qué sigue

La colaboración es clave para el éxito, y Hubble y Webb no son diferentes. Sus diseños reflejan ambiciones distintas. El espejo principal del Hubble tiene casi 8 pies de diámetro, mientras que el del Webb es un impresionante diámetro de 21 pies, suficiente para capturar luz tenue desde mucho más profundo en el espacio y más atrás en el tiempo. Pero el tamaño del Webb también significa que necesita un parasol del tamaño de una cancha de tenis para mantener sus instrumentos lo suficientemente fríos como para realizar observaciones infrarrojas adecuadas.

Hoy, Hubble sigue operando, ocasionalmente trabajando en tándem con Webb para observar los mismos objetivos en diferentes longitudes de onda. Cada telescopio cuenta una versión diferente de la misma historia cósmica, solo que con un conjunto diferente de “ojos”. Las capacidades de infrarrojo cercano del Hubble son impresionantes, pero el telescopio fue diseñado más para longitudes de onda más cortas, de 0.1 a 2.5 micrones. Las capacidades de visión infrarroja de Webb se sitúan entre 0.6 y 28.5 micrones, lo que lo convierte en un instrumento mucho mejor para capturar objetos como exoplanetas y enanas rojas y marrones (objetos demasiado fríos para emitir suficiente luz visible para que los veamos) y la luz de galaxias alrededor de nueve veces más tenues de lo que Hubble puede detectar.

Mirando hacia el futuro, telescopios como el próximo Telescopio Espacial Nancy Grace Roman continuarán este linaje. Con una fecha de lanzamiento prevista para 2027, este telescopio está siendo diseñado para tener un campo de visión 100 veces mayor que el del Hubble, y ayudará a los científicos a responder preguntas sobre la energía oscura, los exoplanetas y los sistemas planetarios en nuestra galaxia. Estos observatorios representan la cúspide del ingenio humano, la ingeniería y el esfuerzo científico colaborativo. Irónicamente, en una era en la que un número sorprendente de personas ni siquiera puede ver la Vía Láctea, nuestra especie está obteniendo rápidamente una visión sin precedentes del universo.