Divulgación y enseñanza de la ciencia

Pandilla Petit, (preescolar y 1ro. y 2do. año de primaria)

PP-DC-381-AGEl Telescopio Espacial James Webb

Asesor: Itzel Mariel Nava Cortes

Resumen

El Telescopio Espacial James Webb, es un observatorio espacial desarrollado a
través de la colaboración de 14 países, construido y operado conjuntamente por
la Agencia Espacial Europea, la Agencia Espacial Canadiense y la NASA para
sustituir los telescopios Hubble y Spitzer.
Este gran avance tecnológico ofrece una resolución y sensibilidad sin precedentes,
el cual permite una amplia gama de investigaciones en los campos de
la astronomía y la cosmología. Siendo uno de sus principales objetivos el observar
algunos de los eventos y objetos más distantes del universo, como la formación de
las primeras galaxias, en razón a que el estudio de este tipo de objetivos estaba
fuera del alcance de los instrumentos terrestres y espaciales actuales.
Entre sus objetivos están incluidos estudiar la formación de estrellas y planetas y
obtener imágenes directas de exoplanetas y novas.
Entonces podemos advertir que, James Webb es el telescopio espacial más grande
y más potente del mundo. Sin embargo, precisamente su enorme tamaño presenta
un importante desafío para la comunidad científica. Para hacernos una idea, el
conjunto de espejos de observatorio mide unos 6,5 metros de diámetro, lo que
determina una superficie colectora de luz 7 veces mayor a la del Hubble, lo que se
traducirá en una potencia hasta 100 veces superior a la del antiguo telescopio
espacial.
Ese sistema de espejos, llamado Optical Telescope Element, tiene una valiosa
misión: captar la luz del espacio para dirigirla hacia los instrumentos científicos
encargados de su análisis. Está formado por 18 segmentos hexagonales hechos de
berilio y recubiertos de una película de oro, diseñados para funcionar como una
única pieza, aunque plegados de tal forma que puedan caber en el interior de un
cohete.

Pregunta de Investigación

¿Cuál es la importancia que genera el Telescopio Espacial James Webb para la ciencia desde su creación?

Planteamiento del Problema

¿Se ha logrado descubrir mayores
pistas acerca de la formación del
universo?
Derivado de la creación del
Telescopio Espacial James Webb,
este tiene como misión cuatro
objetivos:
– Encontrar la luz de las primeras
estrellas y galaxias que se formaron
posterior al BIG BANG.
– Estudiar la formación y evolución de
las galaxias.
– Comprender la formación de
estrellas.
– Estudiar los sistemas planetarios.

Antecedentes

¿Qué es la NASA?
La Administración Nacional de
Aeronáutica y del Espacio es el
programa espacial civil de Estados
Unidos y el líder mundial en
exploración espacial. La agencia
cuenta con una fuerza laboral diversa
de poco menos de 18,000 funcionarios
públicos y trabaja con muchos más
contratistas estadounidenses,
académicos y socios comerciales e
internacionales para explorar,
descubrir y expandir el conocimiento
en beneficio de la humanidad.
En sus 20 centros e instalaciones en
Estados Unidos de América, y en el
único Laboratorio Nacional en el
espacio, la NASA estudia la Tierra,
incluido su clima, nuestro Sol y nuestro
sistema solar y más allá (Telescopio
Espacial James Webb). Realizamos
investigación, pruebas y desarrollo
para avanzar en la aeronáutica,
incluida la propulsión eléctrica y el
vuelo supersónico. Desarrollamos y
financiamos tecnologías espaciales
que permitirán la exploración futura y
beneficiarán la vida en la Tierra.¿Qué es la Agencia Espacial Europea?
La Agencia Espacial Europea, es
una organización
internacional dedicada a la exploración
espacial, con 22 Estados miembros.
Fue constituida el 31 de
mayo de 1975. Emplea a unas 2000
personas y tiene un presupuesto de
6680 millones de euros para el año
2020. La sede principal de la ESA está
en París, Francia, aunque las
estructuras de la ESA están muy
descentralizadas.¿Qué es la Agencia Espacial
Canadiense?
La Agencia Espacial Canadiense es el
organismo que gestiona el programa
espacial de Canadá.
Canadá fue el tercer país, después de
la Unión Soviética y de los Estados
Unidos, en lanzar un satélite artificial
en 1962.
La sede de la Agencia Espacial
Canadiense se encuentra en el Centro
Espacial John H. Chapman en
Longueuil Quebec, Canadá.
La agencia también tiene oficinas
en Ottawa, Ontario y en pequeñas
oficinas de enlace en Houston,
Washington D.C. y en París.¿Qué es el Telescopio Espacial
James Webb?
El Telescopio Espacial James Webb,
es un observatorio espacial, creado
para sustituir los telescopios Hubble y
Spitzer.
El JWST ofrece una resolución y
sensibilidad sin precedentes, y
permite una amplia gama de
investigaciones en los campos de
la astronomía y la cosmología.
Uno de sus principales objetivos es
observar algunos de los eventos y
objetos más distantes del universo,como la formación de las primeras
galaxias. Este tipo de objetivos están
fuera del alcance de los instrumentos
terrestres y espaciales actuales. Entre
sus objetivos están incluidos estudiar
la formación de estrellas, planetas y
obtener imágenes directas
de exoplanetas y novas.El telescopio espacial es un proyecto
conjunto de la NASA, la Agencia
Espacial Europea y la Agencia
Espacial Canadiense, donde
colaboran aproximadamente 17
países más.¿Cuáles son los componentes del
Telescopio Espacial James Webb?
Entre sus principales características
técnicas hay que destacar el espejo
primario el cual se encuentra
compuesto por 18 segmentos
hexagonales que, combinados, crean
un espejo con un diámetro de 6.5
metros, está protegido por un gran
parasol, hecho de cinco hojas
de Kapton revestido de aluminio y
silicio, que mantiene al espejo y sus
cuatro instrumentos científicos
principales a temperaturas cercanas
al cero absoluto.
• Espejos hexagonales: Gracias
que están formados a partir de
piezas de seis lados se
reducen los huecos entre las
piezas. Si los segmentos
fueran circulares, por ejemplo,
siempre quedaría algún hueco
entre ellos. De este modo la
simetría permite maximizar las
prestaciones ópticas del
telescopio. Por otro lado, la
forma hexagonal consigue
asimilarse a un círculo, lo que
permite enfocar la luz en un
punto compacto. Un espejo
ovalado, por ejemplo, daríaimágenes alargadas, mientras
que uno cuadrado enviaría
parte de la luz fuera de la región
central.• Escudo térmico: Se trata de
una estructura del tamaño de
una pista de tenis
que proporciona sombra y
reduce la temperatura, algo
indispensable para el buen
funcionamiento del
observatorio.• Bus: El bus o plataforma es el
principal componente del
telescopio espacial James
Webb y alberga gran cantidad
de piezas de computación,
comunicación, propulsión y
estructurales, uniendo las
diferentes partes del telescopio.
Junto con la barrera solar,
forma el elemento de “nave
espacial” del telescopio
espacial Cabe hacer mención que Otra de las
diferencias con otros observatorios
astronómicos es el tipo de luz con el
que trabajan. A diferencia del
Telescopio Espacial Hubble, que
captaba especialmente luz visible y
ultravioleta, el James Webb se
centrará en la luz infrarroja,
un espectro de baja frecuencia que
arrojará pistas sobre los confines del
universo. Eso se debe a que, debido a
que el universo se encuentra en constante expansión, los cuerpos

celestes más lejanos, continúan

alejándose, lo que provoca que la luz

que viaja a través de esas galaxias

lejanas siga expandiéndose,

‘estirándose’. Gracias a cuatro

instrumentos de gran precisión, el

James Webb será capaz de captar

esas luces infrarrojas (de longitudes

de ondas de entre 0,6 y 28,5

micrómetros) emitidas desde los

confines del universo.

¿Cuándo fue puesto en órbita el

Telescopio Espacial James Webb?

Tras años de retrasos y más de 10.000

millones de dólares de inversión -casi

10 veces más que lo presupuestado-,

el 25 de diciembre de 2021

el Telescopio Espacial James

Webb fue lanzado al espacio desde la

Guyana Francesa. Desde entonces,

cientos de investigadores de todo el

mundo han trabajado en los datos que

ha ido aportando el observatorio más

caro de la historia espacial, el cual

permitirá a los investigadores conocer

misterios insondables del universo,

como la formación de las primeras

galaxias o la existencia de indicios de

vida en planetas extrasolares. ¿Cuál es la misión del Telescopio

Espacial James Webb?

La misión científica del Telescopio

Espacial James Webb tiene

principalmente cuatro objetivos:

encontrar luz de las primeras estrellas

y galaxias que se formaron en

el universo después del BIG BANG;

estudiar la formación y evolución de

las galaxias; comprender la formación

de estrellas y sistemas solares; y

estudiar los sistemas planetarios y

los orígenes de la vida. Estos

objetivos se pueden lograr de manera

más efectiva mediante la observación

en longitudes de onda infrarroja

cercana que en la luz en la parte

visible del espectro. Por esta razón,

los instrumentos del telescopio

espacial no medirán la luz visible o

ultravioleta como el telescopio Hubble,porque tiene una capacidad mucho
mayor para realizar astronomía
infrarroja. El James Webb es tan
sensible en un rango de longitudes de
onda de 0.6 (luz naranja) a
28 micrómetros (radiación infrarroja
profunda a aproximadamente 100 K
(−170 °C; −280 °F)).
Por otra parte, el telescopio también
se utiliza para recopilar información
sobre la luz de atenuación de la
estrella KIC 8462852, descubierta en
el año 2015, que tiene algunas
propiedades anormales de la curva de
luz.¿Qué es la Astronomía Infrarroja?
Es aquella técnica la cual es lograda
debido al desplazamiento al rojo
cosmológico y porque penetra mejor
en el oscurecimiento producido por las
nubes de polvo interestelar y gas.
También permite poder observar
objetos más fríos y débiles. Debido a
que el vapor de agua y el dióxido de
carbono en la atmósfera de la Tierra
absorben fuertemente la mayoría de
los infrarrojos, la astronomía infrarroja
terrestre se limita a rangos de longitud
de onda cercanos donde la atmósfera
absorbe con menor fuerza. Además, la
atmósfera misma irradia en la luz
infrarroja, bloqueando a menudo el
objeto que se observa. Esto hace que
un telescopio espacial sea preferible
para la observación infrarroja.

Objetivo

Observar uno de los eventos y objetos

más distantes del universo, como lo es

la formación de las primeras galaxias,

formación de estrellas y planetas.

Justificación

Al tener conocimiento de la Creación y

puesta en órbita del Telescopio

Espacial James Webb, surge una gran

curiosidad acerca de los avances

obtenidos en las ramas de las ciencias

como lo son la ASTRONOMÍA y la

COSMOLOGÍA.

Hipótesis

Si se capturan diversas fotografías por

parte del Telescopio Espacial James

Webb, lograremos un mejor estudio de

la creación del universo.

Método (materiales y procedimiento)

Al haber asistido al museo Universum,

surgió una gran curiosidad acerca de

la creación de los planetas, estrellas,

soles y demás cuerpos celestes que

existen en el universo. Es por esto que, al verificar la página

de la organización gubernamental que

tiene mayor experiencia como lo es la

NASA, logro descubrir que, esta

organización en correlación con otros

países, desarrollan y construyen el

Telescopio Espacial James Webb.

Por otra parte, mediante el método

Inductivo, se logró obtener la

información necesaria para poder

descubrir y analizar la construcción del

telescopio, su composición y la

manera en la que los astrónomos

operan este gran logro científico.

Asimismo, utilizando la página oficial

de la NASA, artículos periodísticos y videos oficiales, se recopilo la

información que sustenta la

investigación realizada.

Galería Método

Resultados

Se recabo la información suficiente

para poder entender que el Telescopio

Espacial James Webb es una

herramienta para los astrónomos,

cosmólogos y científicos para poder

entender la creación del universo.

Derivado de su lanzamiento en órbita

el 25 de diciembre de 2021, se ha

logrado obtener imágenes claras de

planetas, galaxias y asteroides, donde

se ha podido obtener evidencia de que

existe vapor de agua. Por otra parte,

se han capturado diversas fotografías

con mayor resolución, lo que antes era

imposible.

Galería Resultados

Discusión

El Telescopio Espacial James Webb,

es un gran avance astronómico y

científico, lo cual ha explicado con sus

imágenes posible formación de

galaxias y planetas, su composición y,

deja entre ver una gran interrogante:

¿Existe vida en otros planetas?

Conclusiones

El Telescopio Espacial James Webb,
es un gran avance astronómico y
científico, lo cual ha explicado con sus
imágenes posible formación de
galaxias y planetas, su composición y,
deja entre ver una gran interrogante:
¿Existe vida en otros planetas?

Bibliografía

• Museo Universum, Cuidad de

México.

• https://www.nasa.gov

• https://www.nationalgeographic

.com.es/ciencia/james-webb-

telescopio-espacial

• https://www.esa.int

Summary

Research Question

Problem approach

Background

 

Objective

Justification

 

Hypothesis

Method (materials and procedure)

 

Results

Discussion

Conclusions

 

Bibliography