Sistema del mundo s. XX (II): El espacio profundo

The Hubble Space Telescope

       Los resultados del Hubble tardaron en llegar (hubo que enviar astronautas a cambiar, en el espacio (!), la lente principal del telescopio), pero cuando estuvo puesto a punto, comenzó a obtener las imágenes más espectaculares (y significativas) de la historia de la astronomía (y posiblemente de la ciencia). Nótese que todas las imágenes en esta entrada son las originales, obtenidas de organismos oficiales como la NASA o la ESA, y son fotografías, no dibujos o diseños 3D (salvo excepciones, que se especifican en el pie de foto).

          En primer lugar, tenemos las imágenes obtenidas de los planetas y las lunas de nuestro sistema solar, que no solo tienen una gran calidad, sino que han permitido ver por primera vez determinados fenómenos, como las auroras en Júpiter o Saturno y los impactos de distintos meteoritos sobre su superficie.

       Sin embargo, las imágenes de más trascendencia del Hubble son las del espacio profundo, es decir, las de objetos muy distantes. Y las más espectaculares de estas son las de las nebulosas (inmensas nubes de polvo, de miles de años luz de diámetro, en cuyo interior se forman constantemente estrellas), así como las de supernovas (explosiones de estrellas), apodadas con nombres como «Los pilares de la creación» [The pillars of creation], «La mariposa» [The butterfly] o «La montaña mística» [The mystic mountain].

       Pero más allá del valor artístico de estas imágenes, se descubren una serie de astros que no se habían visto nunca antes. Entre ellos, los más llamativos son los agujeros negros, objetos tan masivos y densos que ni siquiera la luz puede escapar a su gravedad, los cuales si bien habían sido planteados en el siglo XVIII por John Michell y posteriormente por Albert Einstein, fueron confirmados por primera vez por el Hubble. Aunque este no pudiese verlos (pues son, por definición, invisibles, ya que la luz no escapa de ellos), observó gases moviéndose a gran velocidad alrededor de un punto masivo (50-100 masas solares), pero muy (muy) pequeño (normalmente unos pocos kilómetros de superficie –aunque los hay desde unas pocas millas, hasta miles de millones de km de diámetro). Es más, se observó que estos están por todos lados, mostrando una correspondencia entre el tamaño de las galaxias y el de los agujeros negros que albergan en su centro. Posteriormente, el Event Horizont Telescope consigue una «imagen» de uno de estos (aunque lo que se observa es la luz con trayectoria modificada alrededor de dicho agujero negro), el M87 (a 55 millones de años luz).

       El Hubble también ha contribuido al descubrimiento y estudio de los exoplanetas, es decir, los planetas que se encuentran fuera del sistema solar. Aunque es fácil de plantear que estos existan, es complejo probarlo, pues al no ser luminosos (únicamente reflejan parte de la luz que reciben de la estrella que orbitan), es muy difícil detectarlos. La mayoría de los que se conocen (unos pocos miles, lo que es una cifra muy modesta en comparación con los cien mil millones de estrellas conocidas) se han descubierto midiendo el descenso en luminosidad de la estrella que orbitan cuando estos pasan por delante (sobre el 75%) o midiendo los pequeños efectos gravitatorios que estos causan en dichas estrellas (alrededor del 20%), pero de muy pocos de ellos (el 1%) tenemos imágenes directas. Y algunas de estas imágenes son del Hubble, que también ha detectado zonas de formación de planetas (protoplanetary disks).

       Para comprobar la máxima capacidad del Hubble para detectar objetos muy sutiles y muy distantes, decidieron hacer una prueba a ciegas: apuntar el telescopio hacia la zona más oscura del universo, allí donde parecía que no había nada y que, por lo tanto, ni se había estudiado ni debería haber ninguna fuente de luz que nos impidiese alcanzar la máxima profundidad que el telescopio permitía. Así que dirigieron el Hubble hacia un punto de la constelación de la Osa Mayor, y voilá. De repente, aparecieron cientos de galaxias nuevas, algo que nunca antes se había visto. Las discusiones sobre si la Vía Láctea era la única galaxia del universo o si junto con Andrómeda era todo lo que había se esfumaron de golpe, con una sola imagen.

       Cabe mencionar que esta fue la primera vez que los resultados de astronomía se publicaron al público sin reservas, en lugar de tomarse como secretos de Estado. Y las imágenes de diferentes galaxias también son de las más espectaculares del Hubble.

       Pero, además, se observó que estas galaxias aparecían a distintas distancias, lo que implicaba que las más lejanas eran las primeras que se habían formado en el universo, y las más cercanas las últimas, lo que permitió estudiar su evolución en grandes periodos de tiempo, mostrando que las primeras son más pequeñas y globulares, siendo las más modernas productos de los choques entre distintas galaxias.  Y esto nos permite estudiar la edad del universo, porque los objetos más lejanos son aquellos que se formaron más cerca del origen (las galaxias se mantienen desde el principio de los tiempos, aunque sus formas, así como los astros que las forman, varíen). «Cuanto más profundo miremos en el espacio, más atrás vemos en el tiempo […] mirar profundo es mirar atrás» (NASA) por lo que observando los objetos más distantes y comparando su luminosidad con los de objetos «cercanos» conocidos, se pudo calcular con mayor precisión la edad del universo: 13.800 millones de años. Y se vio que estaba expandiéndose aceleradamente, debido a la energía oscura, que no podemos detectar, pero sí sus efectos sobre la materia. Rentable, el aparatito.

          No obstante, el Hubble también tiene sus limitaciones, lo que plantea actualmente la necesidad de enviar otro telescopio al espacio con otras características. En primer lugar, necesita una capacidad de recepción de luz mayor para poder ver los objetos con mayor detalle (como Spitzer deseaba). Pero también se requiere, principalmente, profundizar en la luz infrarroja, por varias razones. En primer lugar, porque aunque las nebulosas que hemos visto tienen una belleza inigualable, también son opacas, por lo que ocultan en gran medida lo que ocurre en su interior (especialmente la intensa formación de nuevas estrellas). No obstante, también son frías, a diferencia de las estrellas recién formadas o en formación, por lo que con un telescopio dedicado a recibir luz infrarroja, podemos ver lo que ocurre en las estrellas en el interior de las nebulosas, tras miles de años luz de polvo opaco. Pero, además, la luz de los primeros fenómenos ocurridos en el universo ha viajado durante tanto tiempo por un espacio en expansión, que su longitud de onda ha dejado de ser visible, pasando al infrarrojo. Y para eso está el proyecto The James Webb Space Telescope, que dejará obsoleto al Hubble con sus 6,5 metros de recepción de luz infrarroja.