Los equipos de investigación del CAB han sido financiados ininterrumpidamente desde el año 2001 por diferentes proyectos de los programas nacionales e internacionales de investigación. En la actualidad las principales fuentes de financiación son los siguientes proyectos y contratos:
- Proyecto Participación Española en el Telescopio Espacial James Webb. Actividades Previas al Lanzamiento, Caracterización en Órbita y Preparación de Programas Científicos de Tiempo Garantizado (Agencia Estatal de Investigación, PID2019-106280GB-I00. 2020-2022.
- Contrato Mid-IR Instrument (MIRI) for the James Webb Space Telescope. Science and Technology Facilities Council (STFC, UK. MIRI2015).
- Contrato NIRSpec Calibration and Commissioning Support Tasks. IFS activities. ( Agencia Espacial Europea, ESA RFP/3-15967/19).
- Proyecto Mid-IR JWST Studies of Galaxies in the Early Universe. Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC, ILINK-B2018).
Investigadores principales CAB:
- Instrumento MIRI, Prof. Luis Colina Robledo
- Instrumento NIRSpec, Prof. Santiago Arribas Mocoroa
Actualizaciones sobre el JWST en el blog de la NASA: https://blogs.nasa.gov/webb/
El James Webb Space Telescope (JWST) es un telescopio espacial óptico/infrarrojo de 6,5 metros. Se lanzó al espacio el 25 de diciembre de 2021 con un cohete Ariane-5 desde Kourou, en la Guayana Francesa. Considerado como el sucesor del Hubble (será 100 veces más potente), el JWST es una colaboración conjunta de la NASA, la ESA y CSA (Agencia Espacial Canadiense).
Figura 1. Espejo principal del telescopio JWST, formado por 18 segmentos individuales con un diámetro total de 6.5 metros (crédito: NASA).
Con sensibilidad infrarroja sin precedentes, será capaz de mirar hacia atrás en el tiempo más de 13,5 mil millones de años para ver las primeras galaxias que nacieron después del Big Bang. Estudiará también los discos protoplanetarios que dieron lugar a los sistemas planetarios como el Sistema Solar, e investigará las atmósferas de algunos planetas ya identificados.
El JWST orbitará alrededor del Sol a 1,6 millones de km de la Tierra, en el denominado punto de Lagrange L2. El Hubble, por comparación, orbita a 560 km sobre la Tierra.
El JWST cuenta con varias tecnologías innovadoras, como un espejo primario formado por 18 segmentos individuales (Figura 1) que se desplegarán y ajustarán con una altísima precisión después del lanzamiento. Destaca además el parasol de cinco capas, del tamaño de una cancha de tenis (Figura 2), con el que se consigue mantener el telescopio y sus instrumentos a una temperatura de -235º centígrados aproximadamente.
Los cuatro instrumentos científicos del telescopio, cámaras y espectrómetros, tienen detectores que son capaces de registrar señales extremadamente débiles. Han sido desarrollados por NASA (Near-Inrared Camera, NIRCam), la Agencia Espacial Canadiense (Near-Infrared Imager and Slitless Spctrograph, NIRISS), la Agencia Espacial Europea (Near-Infrared Spectrograph, NIRSpec) y por un consorcio de institutos de investigación europeos y NASA (Mid-IR Instrument, MIRI).
Dos de estos instrumentos cuentan con una participación significativa del Centro de Astrobiología:
– MIRI (Mid InfraRed Instrument – Instrumento para el Infrarrojo medio) ha sido construido por un consorcio de institutos de investigación europeos, la Universidad de Arizona y NASA. España participa como miembro del consorcio europeo desde el año 2001. El equipo nacional está formado por científicos e ingenieros de INTA (Instituto Nacional de Técnica Aeroespacial), y por científicos del CSIC (Consejo Superior de Investigaciones Científicas). El equipo de ingeniería de INTA desarrolló el Simulador de Telescopio para MIRI (MIRI Telescope Simulator, MTS), un equipo de calibración de tierra diseñado para simular la señal del JWST en condiciones de espacio profundo (alto vacio y temperaturas de -100 grados centígrados). El MTS se utilizó en todas las pruebas de calibración desarrolladas en el Laboratorio Rutherford Appleton (RAL, UK, Figura 3) con anterioridad a la entrega definitiva del instrumento a NASA. MIRI será capaz de explorar los confines del universo, detectando y caracterizando las primeras galaxias y cuásares. Investigará los estadios iniciales de la formación de estrellas y discos planetarios a su alrededor. Además, será capaz de detectar y caracterizar la composición química de las atmósferas de exoplanetas.
– NIRSpec (Near InfraRed Spectrograph – Espectrógrafo infrarrojo cercano). Ha sido desarrollado por la ESA, con Astrium/Airbus como contratista principal y con el asesoramiento de un grupo de científicos europeos (NIRSpec Instrument Science Group). Es el primer espectrógrafo multi-objeto para un telescopio espacial, y será capaz de observar simultáneamente más de 100 objetos. También podrá realizar espectroscopía 3D, obteniendo 900 espectros a la vez de diferentes regiones de objetos extensos como galaxias y nebulosas. Tiene una sensibilidad para detectar luz infrarroja muy superior a la de cualquier otro instrumento jamás construido, lo que le permitirá observar los primeros objetos luminosos que surgieron después del Big Bang. Podrá así estudiar cómo se formaron las galaxias, y cómo han evolucionado a lo largo de la historia del Universo. Asimismo podrá obtener, con un detalle sin precedentes, las propiedades de los planetas externos al Sistema Solar, caracterizar sus atmósferas, e investigar la posible existencia de componentes esenciales para la vida.
EQUIPO
La participación nacional en el JWST se concentra en el Centro de Astrobiología. El equipo consolidado está constituido por los investigadores principales nacionales de cada instrumento, por científicos de plantilla y por contratados postdoctorales asociados al proyecto. En detalle:
Investigadores Principales CAB:
- Instrumento MIRI, Prof. Luis Colina Robledo
- Instrumento NIRSpec, Prof. Santiago Arribas Mocoroa
Participantes y Responsabilidades:
Dra. Almudena Alonso Herrero, co-investigadora española del instrumento MIRI. Miembro de los grupos científicos MIRI de Universo a Alto-redshift y Galaxias Cercanas.
Prof. Santiago Arribas Mocoroa, miembro del equipo científico de la ESA para el instrumento NIRSpec (NIST-NIRSpec Instrument Team). Coordina el programa “Galaxy Assembly – IFS” para el estudio de galaxias en el Universo temprano mediante espectroscopía 3D, y participa en otros programas extragalácticos como JADES (NIRCam–NIRSpec), Reionización Cósmica, y Galaxias Cercanas.
Dr. Javier Álvarez Márquez, miembro del grupo de calibración y comisionado en vuelo de MIRI. Miembro del equipo científico MIRI de Universo a Alto-redshift.
Prof. Luis Colina Robledo, co-investigador principal europeo e investigador principal español del instrumento MIRI. Coordinador del grupo científico MIRI de Universo a Alto-redshift y miembro del grupo científico de Galaxias Cercanas (MIRI).
Prof. David Barrado Navascués, Investigador Principal INTA y co-investigador científico español del instrumento MIRI. Miembro de los grupos científicos de exoplanetas y discos protoplanetarios.
Dr. Álvaro Labiano Ortega, miembro del grupo de calibración y comisionado en vuelo de MIRI. Coordinador del subgrupo del espectrógrafo de resolución intermedia (MIRI/MRS). Miembro de los grupos científicos MIRI de Universo a Alto-redshift y Galaxias Cercanas.
Dr. Michele Perna, miembro del grupo GTO de NIRSpec, y responsable del equipo para el procesado de espectros 3D. Participa en varios programas científicos de NIRSpec, entre los que destaca el referente al estudio mediante espectroscopía 3D de galaxias con formación estelar intensa y núcleos activos distante. Es también miembro del programa extragaláctico JADES (NIRCam – NIRSpec).
Dr. Pablo Pérez Gonzalez, co-investigador científico español del instrumento MIRI. Miembro del grupo científico MIRI de Universo a Alto-redshift. Co-I del programa de Ciclo 1 (ERS) CEERS y miembro del grupo GTO de NIRSpec para el programa “Galaxy Assembly – IFS”.
Dr. Bruno Rodríguez del Pino, miembro del equipo de calibración y verificación en órbita del instrumento NIRSpec. Participa en varios proyectos GTO NIRSpec, entre los que destaca el referente al estudio mediante espectroscopía 3D de galaxias lejanas. Participa también en otros programas extragalácticos como JADES (NIRCam – NIRSpec).
Dr. Héctor Vives Arias, simulaciones espectroscópicas de galaxias con formación estelar con el instrumento MIRI y desarrollo de herramientas de análisis de diagnóstico espectroscópico.
