En 2011, la NASA recibió un inesperado regalo de la Agencia Nacional de Seguridad —la que gestiona todos los satélites militares de reconocimiento norteamericanos—. Se trataba de dos espejos de 2,5 metros de diámetro, exactamente del mismo tamaño que el que hizo famoso al telescopio Hubble.
Esos espejos iban destinados a algún satélite tipo KH-11, que por entonces ya habían quedado un tanto obsoletos. Pero estaban pulidos (aunque no aluminizados) y podían aprovecharse para construir un telescopio espacial. Precisamente, hacía solo un par de años que la Agencia había dado luz verde a la construcción de uno y cuyos instrumentos habían empezado a diseñarse.
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Es cierto que el espejo no es la parte más costosa de un satélite de estas características; lo son los sensores y los instrumentos de observación. Aun así, el regalo resultó muy valioso, ya que un espejo concebido para un satélite espía ofrece un campo de visión mucho mayor que el del Hubble, diseñado para enfocarse en objetivos más concretos.
Así, lo que nació como un recurso militar terminó adaptándose a la astronomía. Con el tiempo, el nuevo telescopio sería bautizado como Nancy Grace Roman, en honor a la científica que impulsó la construcción del Hubble y participó también en proyectos orbitales anteriores de menor tamaño.
Personal de la NASA trabaja en la construcción del telescopio espacial Nancy Grace Roman.
El telescopio ya está casi completo. El trabajo llevó más de una docena de años, interrumpido una y otra vez por la pandemia y los reiterados intentos de la primera administración Trump por cancelarlo. No lo consiguió en aquella ocasión, por culpa de la oposición del Congreso, pero ahora vuelve a intentarlo, recortando los fondos asignados al proyecto hasta un nivel mínimo que apenas garantiza su supervivencia. En total, el telescopio se irá a los 3.000 millones de dólares.
El Roman se hubiese debido lanzar en el otoño de 2026, pero probablemente se retrasará hasta la primavera siguiente. Al principio se había pensado situarlo en órbita estacionaria alrededor de la Tierra, como el Meteosat o los satélites de comunicaciones. Pero al final irá mucho más lejos: al punto de Lagrange L2, a más de un millón y medio de kilómetros de distancia.
Tan solo hay que preocuparse de que el telescopio no apunte nunca hacia el Sol, porque eso podría destruir sus delicados sensores infrarrojos
Además, no estará solo. En esa misma región se mueven otros observatorios como el Webb o el Plank. Aunque, por supuesto, el espacio es tan inmenso que no existe ninguna posibilidad de colisión.
¿Por qué irá tan lejos? El punto L2 ofrece una visión ininterrumpida del firmamento; tan solo hay que preocuparse de que el telescopio no apunte nunca hacia el Sol, porque eso podría destruir sus delicados sensores infrarrojos. El precio a pagar es que, si algo va mal, sería imposible enviar a nadie —humano o robot— a repararlo. Por eso, sus mecanismos tienen que ser virtualmente a prueba de fallos.
El telescopio Roman va equipado con una cámara fotográfica digital de 300 megapixeles y una docena de filtros que le permitirán analizar frecuencias desde el azul hasta diversas gamas del infrarrojo. En realidad, esa luz es la luz visible emitida por las estrellas en el cosmos primitivo, que a lo largo de su viaje de miles de millones de años hasta llegar a nosotros ha sufrido la expansión de universo, su longitud de onda ha ido alargándose y ahora solo puede verse ya en la franja infrarroja.
Simulación del campo de observación sobre la galaxia de Andrómeda. La Luna está presentada a la misma escala relativa.
El campo de visión en una sola imagen equivale a más del diámetro de una Luna llena. Es más de cien veces lo que puede captar el Hubble y aún más si se compara con el Webb, los dos telescopios espaciales más populares.
Cuando entre en servicio, el Roman estudiará temas relacionados con el mismísimo origen del Universo, la estructura del espacio y la misteriosa energía oscura. No deja de ser sorprendente el construir un aparato capaz de estudiar la energía oscura, que compone el 75% del universo, pero cuya naturaleza es del todo desconocida. En esencia, se trata de medir algo que no sabemos qué es.
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Para eso, fotografiará tres clases de objetos: lentes gravitacionales, supernovas ocurridas en el pasado remoto y un fenómeno llamado “Oscilación acústica de bariones” que en esencia consiste en detectar ondulaciones en el plasma primigenio “fosilizadas” cuando el universo se enfrió lo suficiente para permitir la formación de átomos neutros.
En ese momento, se disipó la niebla opaca que envolvía al universo recién nacido y este se hizo transparente. Se cree que tales oscilaciones fueron las semillas de las primeras galaxias; su distribución puede reflejar de alguna manera la pauta en que esas ondas quedaron congeladas al poder circular la luz libremente.
El interés de estas observaciones radica en que permiten medir distancias cosmológicas con gran precisión
La distancia máxima que pudieron recorrer tales ondas antes de detenerse cuando el universo sufrió su transformación se conoce con exactitud: 470 millones de años-luz. Es una especie de “cinta métrica” que funciona cuando se mira por un telescopio adentrándose en las profundidades del espacio –que es tanto como retroceder en el tiempo hacia el instante de la Creación.
El interés de estas observaciones radica en que permiten medir distancias cosmológicas con gran precisión. Las supernovas tipo Ia —que son las que va a estudiar el telescopio Roman— son explosiones estelares que producen un brillo uniforme y predecible. Cuanto más lejos estén, más tenues aparecerán.
Nancy Roman en el centro Goddard de la NASA (1972).
Conociendo su brillo real (el propio de una supernova de este tipo) y el aparente (el que medimos) es posible establecer a qué distancia se encuentran. Algo así como comparar una bombilla de 100 vatios en el balcón del vecino y la misma bombilla en el último extremo de la calle. Y la exactitud que ofrece este método es extraordinaria: Alrededor de un 2% de error en lejanías de miles de millones de años-luz.
Las lentes gravitacionales también sirven de escala de distancias. Esas lentes distorsionan la apariencia de quásares o galaxias muy lejanas, haciendo que su luz nos llegue por distintos caminos en el tejido del espacio-tiempo. Eso a veces crea imágenes múltiples y desfiguradas. El análisis de tales deformaciones permite calcular cuán remoto es el objeto. Una distancia que no solo se mide en millones de años luz, sino también en tiempo: lo estamos viendo como era en aquellas épocas cercanas al nacimiento del universo.
Cabe esperar la detección de cientos de supernovas en galaxias remotas
Todos estos fenómenos no son fáciles de estudiar. Tomemos, por ejemplo, las supernovas. Ocurren solo de cuando en cuando, aunque a medida que nos adentramos en el universo profundo se van viendo más y más. Pero ¿cómo descubrirlas entre los miles de millones de estrellas y galaxias que tapizan el firmamento?
El sistema que utilizan es la sustracción de imágenes. Se trata de comparar una foto de cada sector del cielo tomada al principio de la misión con las que se vayan obteniendo de la misma zona en semanas sucesivas. Y así, hasta intervalos de varios meses.
Simulación de una observación del telescopio Roman a 4.000 millones de años-luz de distancia. Las estrellas azules son supernovas tipo IA; la más brillante, una kilonova.
A partir de ahí todo es proceso de imagen: los computadores pueden comparar ambas imágenes y borrar las estrellas cuyo aspecto no haya cambiado entre esas fechas. Quedarán solo aquellas cuyo brillo sí se haya alterado o que simplemente han aparecido entre una y otra foto.
¿Cuántas novas pueden localizarse con este método? Hasta ahora solo se han hecho simulaciones teóricas, pero si sugieren que si tomamos apenas un grado del firmamento —algo más que la Luna llena— y lo observamos retrocediendo desde los 2.000 a los 11.000 millones de años atrás, cabe esperar la detección de cientos de supernovas en galaxias remotas.
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Muy de cuando en cuando aparece una kilonova. Aquí estamos frente a un colosal cataclismo: el choque y fusión de dos estrellas de neutrones (o incluso de agujeros negros), acompañados por una emisión de rayos gamma de alta energía y ondas gravitacionales.
Son las mayores explosiones que se han registrado nunca, y por eso resultan rarísimas: quizás dos o tres por galaxia a intervalos de 100.000 años. Pero con miles de millones de galaxias por explorar, estos objetos serán también un objetivo prioritario cuando el Nancy Roman entre en servicio. Claro está, si los recortes en la NASA no lo impiden.