Desde que el ser humano alzó la vista al cielo, ha buscado entender el cosmos y su lugar en él. A lo largo de la historia, hemos diseñado instrumentos cada vez más sofisticados para explorar las estrellas, desde los primeros telescopios ópticos hasta los más avanzados observatorios espaciales. En esta carrera por desentrañar los misterios del universo, el Telescopio Espacial James Webb (JWST) ha marcado un antes y un después.
Lanzado el 25 de diciembre de 2021, este coloso tecnológico es el telescopio más potente y complejo jamás construido (1). Con un espejo primario de 6.5 metros y una capacidad de observación infrarroja sin precedentes, el Webb nos ha permitido ver el cosmos como nunca antes. Desde las galaxias más antiguas hasta atmósferas de exoplanetas distantes, sus descubrimientos están redefiniendo nuestra comprensión del universo.
En este artículo repasaremos su origen histórico, las innovaciones tecnológicas que lo hacen único y algunas de sus imágenes y hallazgos más impactantes.
Repaso histórico
Las primeras ideas para el JWST se originaron en 1989, como parte de la búsqueda para un sucesor del Telescopio Espacial Hubble (HST). Este último fue una misión lanzada en abril de 1990 y se trata de un telescopio que capta la luz visible y que permitió analizar la composición atmosférica de planetas que orbitan otras estrellas y el descubrimiento de la energía oscura (2).
Fig 1. Telescopio Espacial Hubble orbitando la Tierra.
La idea de desarrollar un telescopio infrarrojo enfriado pasivamente surgió en 1996, con el objetivo de observar el universo primitivo captando luz infrarroja y superando las limitaciones del HST. Esta tecnología permitiría detectar galaxias distantes, cuya luz —estirada a longitudes de onda más largas por la expansión del universo (efecto corrimiento al rojo)— resultaba inaccesible para los instrumentos ópticos de su predecesor (3).
El proyecto entró en fase de diseño y planificación entre 1997 y 2002, período en el que adoptó su nombre definitivo: James Webb Space Telescope, en honor al administrador de la NASA durante el programa Apollo. De 2003 a 2011, avanzó su construcción, pero en 2012 enfrentó retrasos críticos debido a la complejidad de ensamblar sus componentes y realizar pruebas rigurosas.
En 2019, tras superar exitosamente todas las evaluaciones técnicas, iniciaron los preparativos finales para el lanzamiento. Este se materializó en diciembre de 2021, cuando un cohete Ariane 5 lo elevó desde el puerto espacial de Kourou en la Guayana Francesa. Sin embargo, el desafío continuó: durante los siete meses siguientes, el telescopio se colocó en posición y desplegó en el espacio sus instrumentos mediante 140 mecanismos interdependientes, donde un solo fallo habría comprometido la misión por completo.
Afortunadamente y gracias al arduo trabajo de todas las personas involucradas, el JWST fue todo un éxito y lleva activo y enviando imágenes más de dos años.
Desde un inicio, el JWST (en su momento llamado “Next Generation Space Telescope”) fue concebido como un proyecto internacional, dirigido por NASA con el apoyo de las Agencias Espaciales de Canadá y Europa (CSA y ESA) y en colaboración con instituciones de más de 20 países. Esta alianza global, sin embargo, enfrentó desafíos sin precedentes: el telescopio tomó 25 años en materializarse, con un costo de 10,000 millones de dólares y la participación de más de 10,000 personas. Con estos proyectos surgieron algunos desafíos:
Innovación tecnológica
El JWST se conforma de 4 componentes mayores: el telescopio óptico (OTE), el módulo de instrumentos (ISIM), el parasol y el bus de la nave espacial (4).
Fig 2. Componentes del Telescopio Espacial James Webb.
Al tratarse de un telescopio infrarrojo, la interferencia de la luz visible y el manejo de las temperaturas fueron factores críticos. Para captar eficientemente la luz infrarroja (emitida por objetos fríos y distantes), los sensores del ISIM debían operar a temperaturas cercanas a los -267°C, solo 6°C sobre el cero absoluto. Para lograr esto fue necesario desarrollar un parasol.
El parasol, que consiste en 5 capas de Kapton, un material ligero y flexible, recubierto por aluminio y silicio dopado. Estas 5 capas son capaces de aislar la temperatura desde 85°C hasta los -267°C necesarios para la operación. Cada capa tiene el área de una cancha de tenis (21 x 14 metros) y el grosor de un cabello humano. Este sistema de enfriamiento pasivo eliminó la necesidad de refrigerantes químicos, simplificando la operación a largo plazo (5).
Fig 3. Parasol completamente desplegado.
El parasol es impresionante en sí mismo, pero sin duda lo que más llama la atención sobre el JWST es su espejo primario dorado de 18 segmentos hexagonales. Sin embargo, estos paneles tan llamativos fueron un dolor de cabeza para quienes los desarrollaron. Lo primero es que al operar tan bajas temperaturas, fue necesario encontrar un material ligero y de gran estabilidad térmica, es decir que conserve su forma al exponerse a temperatura criogénicas como las de operación del telescopio. El material escogido fue el berilio.
Después se tuvo que agregar un recubrimiento ultradelgado de oro puro al berilio pulido para mejorar su reflectividad de luz infrarroja. Este procedimiento se repitió para el espejo secundario, el terciario y el espejo de dirección fina.
Por último, cada segmento tenía que alinearse con una precisión de nanómetros (una milmillonésima parte de un metro). Para lograrlo, se incorporaron 7 motores por panel, ajustables remotamente desde la Tierra.
El resultado fue un espejo primario de 6.5 metros de diámetro, casi 3 veces más grande que el Hubble, pero 100 veces más potente (6).
Fig 4. Espejos del Telescopio Espacial James Webb.
Siguiendo con el ISIM, este contiene el corazón del James Webb:
- Cámara de Infrarrojo Cercano, o NIRCam
- Espectrógrafo de Infrarrojo Cercano, o NIRSpec
- Instrumento de Infrarrojo Medio, o MIRI
Fig 5. Montaje del ISIM.
Las regiones donde nacen estrellas y planetas son invisibles para telescopios ópticos como el Hubble por estar envueltas en densas nubes de polvo cósmico. Sin embargo, la luz infrarroja detectada por el MIRI atraviesa esas barreras, exponiendo procesos como la formación de discos protoplanetarios o la colisión de galaxias jóvenes.
Más allá del polvo, el JWST también capta la luz de las primeras galaxias, cuya emisión original (en ultravioleta o visible) se ha estirado hacia el infrarrojo debido a la expansión del universo, un fenómeno conocido como corrimiento al rojo. Aquí entra en acción la NIRCam, diseñada para detectar estructuras que existieron hace más de 13,500 millones de años, ofreciendo un retrato del cosmos en su infancia.
Al analizar con el NIRSpec la luz infrarroja que atraviesa las atmósferas de planetas distantes, el JWST puede identificar moléculas como agua, dióxido de carbono y metano, clave para buscar condiciones habitables. Estos datos, imposibles de obtener con telescopios convencionales, son pistas cruciales para buscar mundos con condiciones similares a las de la Tierra (7).
Por último está el bus de la nave espacial. Esta parte carga con los subsistemas necesarios para la operación general del observatorio: energía eléctrica, control de posición, comunicaciones, comando y manejo de datos, propulsión y control térmico (8).
Fig 6. Ensamble del bus de la nave espacial.
Hasta ahora conocemos los principales componentes del JWST, así como sus dimensiones, pero ¿cómo mandarlo al espacio si sus dimensiones superan al tamaño de cualquier cohete actual? La respuesta es haciendo el espejo primario y el parasol plegables (8).
Fig 7 Parasol del Telescopio Espacial James Webb siendo empacado.
Uno de los mayores retos del JWST fue su despliegue en el espacio. A diferencia del Hubble, que orbita la Tierra y pudo ser reparado por astronautas, el JWST está ubicado en el punto Lagrange L2, a 1.5 millones de kilómetros de nuestro planeta, donde ninguna misión tripulada podría llegar. Para colocarlo en este punto se utilizó un cohete Ariane 5, el más grande en su momento.
El despliegue significó una enorme complejidad mecánica, cada mecanismo de despliegue fue probado exhaustivamente en la Tierra, simulando las condiciones del espacio, por esto tantos años de retraso.
Fig 8. Ilustración del JWST saliendo de órbita.
Para echar un vistazo al James Webb en el sistema solar visita: https://eyes.nasa.gov/apps/solar-system/#/sc_jwst?embed=true
Descubrimientos destacados
A continuación, se presenta una selección de descubrimientos revolucionarios que demuestran el poder y el alcance del Telescopio Espacial James Webb.
- La galaxia más antigua
JADES-GS-z14-0, descubierta por el equipo JADES, es una galaxia récord que emerge tan solo 300 millones de años tras el Big Bang. Con un redshift extremo de 15, su luz se ha estirado 15 veces desde su emisión original, desplazándose al infrarrojo, permitiendo al JWST revelar una estructura sorprendentemente grande para su tiempo y muy luminosa, impulsada por la intensa formación de estrellas jóvenes. Este hallazgo, que desafía las expectativas previas sobre la evolución de las primeras galaxias, se consolida mediante imágenes ultra profundas y espectroscopía que han detectado emisiones inusuales de hidrógeno y oxígeno, marcando a JADES-GS-z14-0 como un arquetipo revelador del universo primitivo. Esta galaxia se encuentra a unos alucinantes 13.4 billones de años luz (9).
Fig 9. Imagen infrarroja del sector de JADES-GS-z14-0.
- Agujero negro muy hambriento
Astrónomos descubrieron un agujero negro supermasivo de baja masa, LID-568, en una galaxia enana del universo temprano, apenas 1.5 mil millones de años después del Big Bang. Usando datos de los telescopios Webb y Chandra, determinaron que consume materia a una tasa 40 veces mayor del límite teórico, lo que podría explicar la rápida evolución de estos objetos. Su detección en el catálogo COSMOS sugiere que los agujeros negros pueden ganar gran parte de su masa en episodios breves de acreción extrema. Este hallazgo desafía teorías previas sobre su formación (10).
Fig 10. Concepto artístico del LID-568.
- Anillo de Einstein perfecto
El JWST ha capturado un Anillo de Einstein casi perfecto, un fenómeno de lente gravitacional en el que la luz de una galaxia distante se curva alrededor de otra más cercana debido a su intensa gravedad, formando un anillo casi perfecto. Este efecto, predicho por Einstein, no solo proporciona una imagen ampliada de galaxias lejanas, sino que también permite estudiar la distribución de la materia oscura, que influye en la forma en que la luz se distorsiona. Al analizar estos anillos, los astrónomos pueden obtener mediciones precisas de la masa de las galaxias y profundizar en la evolución del universo primitivo. Este cuerpo está a una distancia de aproximadamente 21,500 años luz (11).
Fig 11. Imagen del Anillo de Einstein completo JWST-ER1.
Fig 12. Algunos ejemplos de Anillos de Einstein incompletos.
- Colisión galáctica
El choque de dos galaxias, una elíptica y una de espiral fue capturado por el JWST en septiembre de 2024. Conocidas en conjunto como Arp 107, parecen formar una cara sonriente en el cielo, con dos brillantes “ojos” y una amplia “sonrisa”. Este fenómeno, donde la galaxia espiral ha sido alterada por la colisión, es similar a la Galaxia Rueda de Carro, aunque debido a una colisión menos directa, solo los brazos espirales de la galaxia fueron afectados. Webb, utilizando su resolución superior con MIRI y NIRCam, revela cómo estas interacciones galácticas pueden comprimir gas, favoreciendo la formación de estrellas, aunque también dispersan material, lo que podría limitar la creación de nuevas estrellas. Arp 107 está en el proceso de fusión, lo cual tomará cientos de millones de años, y aunque perderá su “sonrisa”, se transformará en una estructura igualmente fascinante para los astrónomos del futuro. Se encuentra a unos 465 millones de años luz de la Tierra, en la constelación Leo Minor (12).
Fig 13. Colisión de galaxias Arp 107.
- Exoplaneta con agua en su atmósfera
Un descubrimiento increíble del JWST en el campo de los exoplanetas ha revelado la presencia de moléculas portadoras de carbono, como metano y dióxido de carbono, en el exoplaneta K2-18 b, un mundo 8.6 veces más masivo que la Tierra que orbita en la zona habitable de la enana K2-18, a 120 años luz en la constelación de Leo; estos hallazgos respaldan la hipótesis de que K2-18 b podría ser un exoplaneta Hycean, es decir, un planeta con una atmósfera rica en hidrógeno y una superficie cubierta de océanos de agua, mientras que la posible detección de dimetilsulfuro (una molécula que en la Tierra se asocia con la actividad biológica marina) sugiere condiciones propicias para la vida y amplía nuestra comprensión sobre la diversidad y el potencial habitabilidad de los planetas sub-Neptuno. (13).
Fig 14. Concepto artístico oficial del exoplaneta K12-18 b
Para observar más de 60 descubrimientos alucinantes del Webb, te recomendamos mirar este video: https://www.youtube.com/watch?v=1Ul2tR7qxqM&t=229s
Conclusión
Para concluir, destacamos como los descubrimientos recientes nos recuerdan lo vasto y misterioso que es el universo, y cómo cada nueva exploración nos acerca más a comprenderlo. Estos descubrimientos son posibles gracias al arduo trabajo de equipos multidisciplinarios de científicos, ingenieros y expertos de todo el mundo, que colaboran para desvelar los misterios del universo. Su dedicación y esfuerzo conjunto nos permiten comprender el cosmos.
Referencias
1. NASA. (2025). James Webb Space Telescope - NASA Science. Recuperado de science.nasa.gov sitio web
2. NASA. (2024). Hubble - NASA Science. Recuperado de science.nasa.gov sitio web
3. Gardner, J. P., Mather, J. C., Clampin, M., Doyon, R., Greenhouse, M. A., Hammel, H. B., … Stiavelli, M. (2006). The James Webb Space Telescope. Space Science Reviews, 123(4), 485–606.
4. NASA. (s.f.). Webb Observatory - NASA Science. Recuperado de science.nasa.gov sitio web
5. NASA. (2024b, Agosto 12). Webb’s Sunshield - NASA Science. Recuperado de Nasa.gov sitio web
6. NASA. (2024c, Agosto 12). Webb’s Mirrors - NASA Science. Recuperado de Nasa.gov sitio web
7. NASA. (2024d, August 12). Integrated Science Instrument Module (ISIM) - NASA Science. Recuperado de Nasa.gov sitio web
8. NASA. (2024e, Enero 4). Webb y Origami. Recuperado de NASA Science sitio web
9. Carniani, S. (2024, Mayo 30). Earliest, most distant galaxy discovered with James Webb Space Telescope. Recuperado de University of Cambridge sitio web
10. Mohon, L. (2024, Noviembre 13). Astronomers Find Early Fast-Feeding Black Hole Using NASA Telescopes - NASA. Recuperado de Nasa.gov
11. Baker, H. (2023, Septiembre 29). “Einstein ring” snapped by James Webb Space Telescope is most distant gravitationally lensed object ever seen. Recuperado de Space.com sitio web
12. NASA Webb Mission Team. (2024, Septiemre 18). NASA’s Webb Provides Another Look Into Galactic Collisions - NASA Science. Recuperado de science.nasa.gov
13. NASA. (2023). Webb Discovers Methane, Carbon Dioxide in Atmosphere of K2-18 b - NASA. Recuperado de Nasa.gov
