“El James Webb nos está permitiendo estudiar una parte del universo que hasta ahora había sido invisible”
Noemí Pinilla Alonso, astrónoma del Florida Space Institute, lidera un proyecto que explora los confines del sistema solar
El telescopio espacial James Webb, el telescopio más potente jamás construido, capaz de retratar objetos astronómicos lejanos con un detalle sin precedente, fue lanzado al espacio el día de Navidad de 2021. Durante este primer año, el Webb nos ha dejado algunas de las imágenes más nítidas del cosmos jamás recogidas, revelando detalles sobre la formación de estrellas y galaxias desconocidos hasta ahora. Y eso es solo una pequeña muestra de lo que está por venir. Desde el año pasado, la astrofísica asturiana Noemí Pinilla, una de las finalistas de la última edición de los Premios MAS, lidera un ambicioso proyecto que está usando el James Webb para conocer lo que hay más allá de Neptuno, el último planeta de nuestro sistema solar, una misión que se espera que nos dé pistas sobre la formación del universo y el origen de la vida.
¿Cómo te interesaste por la astronomía?
Desde pequeña me interesaban las estrellas. Mi madre fue quien empezó a mostrarme las constelaciones. En Asturias no se ven mucho las estrellas, pero cada vez que iba a Castilla andaba con la barbilla hacia arriba, mirando al cielo y reconociendo las constelaciones, tratando de averiguar cuáles podían ser planetas, cuáles tenían distinto color para saber si eran gigantes rojas, azules u otra cosa. Después, cuando en el instituto vi que me gustaban las ciencias, me pareció un campo maravilloso en el que se aplicaba todo, la física, la química y las matemáticas, para conocer algo a primera vista tan romántico como es lo que hay en el cielo.
Y tan inabarcable.
Sí, la verdad es que en el estudio del universo, a medida que te enfocas en algo, te van surgiendo nuevas preguntas. Es una contradicción: cuanto más estrechas la mirada, más se te abre el campo.
Hace poco se cumplió un año del lanzamiento del James Webb, una de las grandes noticias científicas del año y puede que también de la década. ¿Por qué es tan importante?
Seguro que el James Webb va a estar dando noticias durante la próxima década. Nos mostrará incluso cosas que no podemos anticipar. En los cuerpos que yo estudio, los transneptunianos, ya estamos viendo cosas que no tenemos ni idea de cómo explicar. Cuando seamos capaces de hacerlo, eso va a dar respuestas a muchas preguntas, pero también va a plantear otras nuevas que nos permitirán entender mejor todo lo que nos rodea y de lo que formamos parte. El avance va a ser continuo durante décadas.
¿Qué puede hacer este observatorio que los telescopios terrestres no puedan hacer?
Lo primero es observar en colores, en longitudes de onda, que desde la Tierra no podemos ver, porque son parte de la luz que la atmosfera absorbe y que no nos llega nunca. Es como si estuviéramos abriendo una ventana nueva. El James Webb nos está permitiendo estudiar una parte del universo que hasta ahora había sido invisible. Y lo estamos haciendo con un telescopio diseñado para hacer cosas que otros telescopios que observaron en esas longitudes de onda no podían hacer. Es más sensible y tiene una instrumentación más completa, lo que permite hacer estudios que comprenden distintos fenómenos. Cada cosa que vemos en el universo está relacionada con diferentes procesos físicos y químicos. Entender esos procesos requiere más que una simple observación, requiere tanta información como podamos conseguir. El Webb va a darnos muchos datos diferentes a los que teníamos y vamos a poder poner en conjunto esa nueva información con lo que ya sabemos, con todo lo que el Hubble, que también era muy sensible, nos permitió entender.
Por curiosidad, ¿cómo es la logística del James Webb? Porque supongo que estará muy demandado y no debe ser un instrumento fácil de operar.
Nosotros no llegamos a operar el telescopio nunca. Para eso hay un equipo en la misma oficina del Hubble, el Space Telescope Science Institute, que está en Baltimore. Ellos son los que se encargan de planificar cada observación y se aseguran de que cada minuto del Webb esté bien utilizado. Combinan distintas observaciones que caen en la misma región del cielo para perder el menor tiempo posible, porque, como decías, está muy demandado. La forma de acceder a tiempo de estos telescopios es a través de llamados que se hacen, generalmente, una vez al año. Todos los científicos interesados en usarlo tienen la oportunidad de explicar qué es lo que quieren estudiar y por qué el James Webb es el telescopio idóneo para hacerlo. Tienen que ser observaciones que no se puedan hacer con un telescopio terrestre, que solo se puedan hacer con el Webb. Y tienes que plantear preguntas novedosas que reten el paradigma existente. Es para lo que sirve la ciencia, para llegar lo más lejos posible en el conocimiento hasta darte cuenta de qué es lo que aún no entiendes y puedas pensar en cómo descifrarlo.
Hablando de ir más allá, tú eres coordinadora del programa de observación de cuerpos que se encuentran más allá de Neptuno, de los que sabemos muy poco. ¿Qué son los cuerpos transneptunianos?
Son asteroides helados, que en principio parece un concepto científicamente contradictorio. Generalmente, los asteroides son cuerpos pequeños que tienen muy poca carga de volátiles o hielos, porque en la región en la que se formaron, la energía solar hizo que todos esos gases desaparecieran. Lo que quedó fue un ambiente muy rocoso en el que se formaron estos pequeños cuerpos que después no llegaron a concentrarse para formar planetas mayores. Principalmente por la influencia de Júpiter, un planeta muy grande que evitó que se formaran en su entorno otros cuerpos grandes. Pero hay otras regiones más allá de Júpiter, más frías y menos densas, donde los gases y los hielos sí dominaron en el disco protosolar [la nube de gas y polvo en la que se formó el sistema solar]. Lo que se formaron allí fueron cuerpos también pequeños, pero ricos en hielo. Sabemos que están formados por hielos, pero la gran pregunta que yo planteé en mi propuesta fue qué tipo de hielos. Hasta el momento, lo único que hemos sido capaces de detectar claramente, bien distribuido a lo largo de toda esa población de cuerpos, es hielo de agua. En un par de ellos hemos detectado también metanol, que es una molécula un poco más compleja que el agua, porque, además de tener hidrógeno y oxígeno, tiene carbono. Además, cuando los cometas de la familia de Júpiter se acercan a la Tierra y el hielo que tienen en la superficie se sublima por efecto del calor del Sol, vemos que hay en ellos otros gases que provienen de otros materiales más volátiles como el dióxido de carbono o el monóxido de carbono. En algunos de estos transneptunianos grandes hemos detectado incluso metano. Hay un par de planetas enanos muy similares a Plutón que tienen muchísimo metano. Y sabemos que Plutón, que es otro de estos cuerpos, tiene nitrógeno y monóxido de carbono. Pero también sabemos que hay cientos de miles, millones de objetos transneptunianos y, como decía al principio, en los cientos que hemos estudiado el único ingrediente común detectado es el agua. ¿Dónde están entonces esos otros hielos? Ocurre que esos materiales no se pueden detectar en el rango de la luz que observamos desde la Tierra, ni con la resolución y la capacidad que tenemos aquí. Si queremos detectar estos hielos que creemos que existen en los objetos transneptunianos, tenemos que observar en las longitudes de onda del Webb.
¿Cómo puede esto ayudarnos a entender mejor la evolución del sistema solar?
Sabemos de qué estuvo formado el disco protosolar en las regiones interiores a Júpiter, porque podemos estudiar los asteroides con bastante detalle, pero no sabemos la composición de ese disco en las partes más lejanas. Y ese material son los restos de la nube de la que se formó el Sol y los planetas, incluida la Tierra, en concreto los planetas helados gigantes. También sabemos que hubo un momento muy caótico en la formación del sistema solar en el que se produjo un gran volumen de transporte de materiales. Muchos de los cuerpos que ahora están en los objetos transneptunianos no se formaron donde están ahora, sino en regiones más interiores. Y creemos que muchos asteroides tampoco se formaron donde están ahora, sino que vinieron de regiones más externas. Estos movimientos estuvieron regulados por los grandes planetas, que actuaron como la bola blanca al empezar una partida de billar, lanzando cada bola a un lado. Si de verdad queremos entender estos movimientos de transporte y migración de material dentro del sistema solar, tenemos que averiguar dónde estaba al principio y dónde está ahora. Alguien podría pensar qué para qué queremos saber cómo era antes nuestro sistema solar. Pero importa, y mucho, porque se están descubriendo muchísimos planetas extrasolares y otros sistemas, y la mejor forma de entender cómo funcionan es conocer bien el nuestro.
La pregunta del millón, ¿confías en que encontremos vida más allá de nuestro planeta?
Lo primero es definir el paradigma de qué es vida. Hace tiempo que se estableció que cuando se habla de vida en el sistema solar, no hablamos de una vida evolucionado como la nuestra, sino de moléculas que puedan originar vida. Ahora mismo hay un gran interés en la NASA, la Academia Nacional de la Ciencia de Estados Unidos y la Agencia Espacial Europea (ESA) por explorar mundos en los que creemos que se dan las condiciones para que puedan originarse esas moléculas, que son complejas. Se forman a través del procesamiento de otras moléculas más simples que necesitan estar en un caldo de cultivo (que se llama ‘sopa’) en el que la temperatura, la presión y los ingredientes son los idóneos para que se dé la química que origina estas moléculas, las precursoras de la vida. Creemos que hay al menos dos cuerpos en nuestro sistema solar que tienen esas condiciones, Europa y Encélado. Son cuerpos que tienen una cubierta helada y creemos que debajo de esa superficie puede haber océanos con agua líquida y sales, lo que indica que hay algo más que hidrógeno y oxígeno. El Webb y seguramente más de una misión en las próximas décadas van a estudiar esos cuerpos en detalle, por ejemplo, volando a través de las plumas de material que ambos cuerpos expulsan o perforando el manto para llegar a ese océano oculto, esa ‘sopa’.
