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La física del telescopio espacial James Webb

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La física del telescopio espacial James Webb

El James Webb El Telescopio Espacial, también conocido como JWST, finalmente se lanzó el 25 de diciembre para su viaje a 930,000 millas de la Tierra. Esta es la próxima generación que reemplazará al famoso Telescopio Espacial Hubble. Hubble ha estado capturando fotos increíbles durante más de 30 años, pero es hora de algo mejor. El JWST tendrá la tarea de usar sus sensores infrarrojos para explorar algunas de las partes más distantes y difíciles de ver del cielo, ayudando en la búsqueda de exoplanetas y explorando los primeros días del universo. Así que este parece un buen momento para repasar los conceptos científicos más importantes relacionados con los telescopios espaciales.

¿Por qué poner un telescopio en el espacio?

Puedes ver todo tipo de cosas interesantes, como nebulosas y cometas, desde la Tierra con solo unos binoculares o un telescopio de consumo. Pero si quieres imágenes con calidad de investigación de galaxias distantes, tienes un problema: el aire. Podrías pensar que el aire es transparente, pero eso es solo parcialmente correcto.

La luz es una onda electromagnética y puede tener diferentes longitudes de onda. Las personas solo pueden ver un rango estrecho de longitudes de onda, desde 380 nanómetros (1 nm es 10-9 metro) hasta unos 700. Nuestro cerebro interpreta las más largas como rojas y las más cortas como violetas. Estas longitudes de onda pueden atravesar la atmósfera sin una gran disminución en el brillo, por lo que podemos decir que el aire es transparente a la luz visible.

Sin embargo, para otras longitudes de onda de luz que no podemos detectar con nuestros ojos, el aire no es tan transparente. Si consideramos la región infrarroja del espectro electromagnético (o longitudes de onda más largas que el rojo), gran parte de esta luz puede ser absorbida tanto por el vapor de agua como por el dióxido de carbono en la atmósfera. (Sí, esto es lo mismo que sucede con el calentamiento global: cuando la luz visible golpea la superficie de la Tierra, la temperatura aumenta y se irradia infrarrojo. El dióxido de carbono en el aire absorbe parte de este infrarrojo para aumentar aún más la temperatura de la atmósfera. Esto puede llevar cosas malas para los humanos.)

Esta absorción de luz también es un problema particular para un telescopio infrarrojo terrestre. Sería como tratar de mirar los cielos a través de las nubes, simplemente no funcionaría.

Una solución a este problema es simplemente poner el telescopio donde no hay aire: en el espacio. (Por supuesto, con cada solución vienen más desafíos. En este caso, en realidad tienes que poner un instrumento científico súper sensible en un cohete y lanzarlo, lo cual es un movimiento audaz).

¿Por qué el JWST mira la luz infrarroja?

El JWST en realidad mira dos rangos de luz infrarroja: el infrarrojo cercano y el infrarrojo medio. El infrarrojo cercano es luz con longitudes de onda muy cercanas a la luz roja visible. Es la longitud de onda que usa el control remoto de su televisor (si puede encontrarlo, probablemente esté debajo de los cojines del sofá).

El infrarrojo de rango medio a menudo se asocia con el calor, y eso es mayormente cierto. Resulta que todo produce luz. Sí, estás sentado ahí haciendo luz. La longitud de onda de la luz que emite un objeto depende de su temperatura. Cuanto más caliente se pone, más corta es la longitud de onda de la luz. Entonces, aunque no puede ver la luz emitida en el rango infrarrojo medio, a veces puede sentir eso.

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