La exploración humana no tiene límites. Una prueba fehaciente de la anterior afirmación es que el pasado 11 de marzo de 2025, la NASA lanzó una misión llamada SPHEREx (Espectro-Fotómetro para la Historia del Universo, Época de Reionización y Explorador de Hielos, por sus siglas en inglés).
El objetivo de esta ambiciosa misión es mapear todo el cielo en radiación infrarroja cercana para desentrañar secretos cósmicos, desde los primeros instantes del universo hasta la distribución de agua en galaxias lejanas. Recientemente, el telescopio capturó sus primeras imágenes (Fig. 1) de prueba, marcando el inicio de su preparación para explorar el cosmos como nunca antes.
Calibrando el instrumento
Aunque no son fotos espectaculares de nebulosas o planetas, estas imágenes son vitales. En un laboratorio de Caltech, el equipo dirigido por científicos del Jet Propulsion Laboratory (JPL) y Ball Aerospace probó el telescopio usando una lámpara LED como fuente de luz artificial. Posteriormente, apuntó hacia el firmamento, capturando una estrella brillante y parte de la Luna.
Estas pruebas confirmaron que los detectores y espectrómetros funcionan correctamente. “Es como asegurarse de que una cámara nueva enfoque bien antes de un viaje épico”, explica el Dr. James Bock, investigador principal de SPHEREx en Caltech.
¿Qué es la radiación infrarroja y qué importancia tiene observar en esa banda?
La radiación infrarroja es un tipo de luz invisible al ojo humano, con longitudes de onda (Fig. 2) más largas que la luz visible (entre 700 nanómetros y 1 milímetro aproximadamente). Se asocia comúnmente con el calor: los cuerpos cálidos, como las estrellas en formación o los planetas, emiten este tipo de radiación. El estudio de este tipo de radiación en la astronomía es de vital importancia, dado que:
- 1- Atraviesa el polvo cósmico: a diferencia de la luz visible, la radiación infrarroja puede penetrar densas nubes de gas y polvo en el espacio, revelando objetos ocultos como estrellas en formación o núcleos de galaxias.
- 2- Huellas químicas únicas: moléculas como el agua, el dióxido de carbono o compuestos orgánicos absorben y emiten luz infrarroja de forma específica. Esto permite identificarlas en nubes interestelares o atmósferas planetarias. ¿Recuerdas los mapas del tiempo en la banda infrarroja para detectar zonas de intensas lluvias? Pues es este mismo principio el que se persigue, lo que observando objetos extremadamente lejanos.
- El Universo en Expansión: la luz de galaxias muy distantes se “estira” hacia longitudes de onda infrarrojas debido a la expansión del universo, a partir de un fenómeno conocido como corrimiento al rojo). Si un objeto está muy lejos (las primeras galaxias) entonces la luz que nos llega de ellas estará en la banda del infrarrojo, de ahí la importancia primordial de la creación de un telescopio como el SPHEREx.
SPHEREx aprovecha estas ventajas: al operar en el infrarrojo cercano (0.75 a 5 micrómetros), podrá detectar moléculas de hielo en regiones de formación estelar y medir patrones de luz de galaxias que surgieron hace más de 10 mil millones de años.
Tecnología revolucionaria: el poder de la luz infrarroja
SPHEREx no es un telescopio convencional (Fig. 3). Con un espejo de solo 20 centímetros (más pequeño que el que está ubicado en el Instituto de Geofísica y Astronomía de Cuba), su fuerza radica en tres espectrómetros que descomponen la luz en 96 longitudes de onda diferentes en el infrarrojo cercano.
Esto le permitirá detectar elementos y moléculas invisibles al ojo humano, como el hielo de agua o moléculas orgánicas en nubes interestelares. Además, realizará un censo cósmico sin precedentes: escaneará el 99 por ciento del cielo cada seis meses, generando mapas detallados en 3D de cientos de millones de galaxias y estrellas cercanas.
“Es como pasar de tomar fotos individuales a filmar una película en tiempo real del universo”, comenta Beth Fabinsky, subdirectora del proyecto en JPL.
Los Tres Grandes Objetivos Científicos
- 1. El Eco del Big Bang y la Inflación Cósmica
SPHEREx buscará patrones en la distribución de galaxias, vestigios de la “inflación cósmica”, el período en que el universo se expandió exponencialmente en una fracción de segundo tras el Big Bang. Estos patrones podrían revelar cómo y por qué ocurrió este fenómeno.
- 2. La Huella del Agua en la Galaxia
El telescopio identificará la firma espectral del hielo de agua en nubes moleculares, donde nacen estrellas y planetas. Esto ayudará a entender cómo el agua llegó a mundos como la Tierra.
- 3. El Primer Amanecer Cósmico
Estudiará la luz de las primeras galaxias, formadas cuando el universo tenía menos de 1,000 millones de años, para explorar cómo su radiación ionizó el gas cósmico, terminando la “edad oscura” del cosmos.
Un legado para la ciencia
Aunque existen otros telescopios que observan en el infrarrojo, ubicados en diferentes regiones del planeta y en el espacio, SPHEREx es único en la labor que realiza.
Este será el complemento ideal para el Telescopio Espacial James Webb: mientras el Webb estudia regiones muy pequeñas del universo y con gran nivel de detalles, los sensores del SPHEREx tendrán una visión panorámica del universo, señalando objetivos para futuras misiones. Sus hallazgos podrían redefinir nuestra comprensión de la historia cósmica y el papel del agua en la formación de vida. Como afirma Bock: “No solo veremos galaxias; leeremos la biografía del universo en su luz”.