Macarena García: “Hay mucha esperanza de descubrir planetas exóticos donde se puedan dar condiciones de albergar vida”

A Macarena García le gusta recordar que, aunque los medios tendamos a hablar de la NASA, el programa del telescopio espacial James Webb “tiene un componente europeo muy importante” y que “España y Europa son parte de esto”. No todo el crédito queda para los norteamericanos. Esta astrofísica canaria, científica de calibración para el instrumento MIRI de la Agencia Espacial Europea (ESA) y líder del equipo MIRI del Space Telescope James Webb (STJW), es un ejemplo de ello.

El James Webb dejó boquiabierto al mundo hace un par de semanas cuando se publicó su primera serie de imágenes, que fueron directas a los libros de historia. Un gran momento para García, que se unió al equipo MIRI hace 14 años y lleva trabajando específicamente en el equipo de este telescopio gigante (6,5 metros de diámetro de lente) en Baltimore (EEUU) desde 2015. La astrofísica se muestra emocionada ante las posibilidades que ofrecerá el James Webb, “el más grande y más sensible” telescopio que se ha lanzado nunca al espacio, capaz de ver a través del polvo espacial con una claridad inédita y traer a nuestros ordenadores estrellas y galaxias con miles de millones de años, tan antiguas casi como el propio universo.

Durante el tiempo que dure la misión, el Webb va a mirar desde el espacio más profundo hasta nuestro Sistema Solar, caracterizará planetas y –se espera– arrojará luz sobre la evolución del universo desde el Big Bang hasta nuestros días, un área en la que aún tenemos grandes sombras. García, que siempre tuvo clara su vocación y se movió para conseguirla, nos lleva en esta entrevista por las entrañas del STJW y lo que puede ofrecer el telescopio al mundo.

¿Qué es capaz de hacer el James Webb?

Es el telescopio más grande y más sensible que se ha lanzado nunca al espacio, sobre todo operando en el rango de longitud de onda del infrarrojo, que es una porción de la luz que no podemos ver con nuestros ojos. La gran diferencia es que por su gran tamaño y la gran sensibilidad de sus instrumentos puede ver mucho detalle y más allá que cualquier misión anterior. Va a tener un gran impacto en todas las áreas. Por ejemplo en detectar las primeras galaxias y estrellas. Este fue realmente el motivo original por el que se construyó el telescopio.

Nos va a enseñar cómo evolucionan las galaxias desde su origen hasta hoy, cómo se crearon los agujeros negros que hay en el centro de las galaxias, cuál es el ciclo de vida de las estrellas

También nos va a enseñar cómo evolucionan las galaxias desde su origen hasta hoy, cómo se crearon los agujeros negros que hay en el centro de las galaxias, cuál es el ciclo de vida de las estrellas –hay muchas cosas que no se saben todavía–, caracterizar exoplanetas (planetas que orbitan en estrellas que no son el Sol) también va a ser un aspecto muy importante. Webb no es un cazador de planetas, no está diseñado para encontrar planetas nuevos, pero va a tener mucho potencial para caracterizar los planetas que ya conocemos y entender cuáles son las condiciones atmosféricas, si tiene nubes o no, vapor de agua o si la atmósfera reúne las condiciones para albergar vida. Estas son las grandes preguntas.

¿Las imágenes liberadas nos han enseñado algo ya?

Son imágenes elegidas a propósito de objetos conocidos y bien estudiados para dos cosas: primero enseñarlas y luego ver la capacidad del telescopio y sus instrumentos. También para tener un set de datos inicial para la comunidad científica, que ya puede empezar a estudiarlo. De hecho, para la imagen del campo profundo ya se ha publicado al menos un artículo científico. Desde el punto de vista del equipo de Webb el objetivo no era hacer ciencia. Era tomar los datos, que tuvieran buena calidad, fueran visualmente agradables e interesantes para el público y enseñarlos. Yo espero más artículos en poco tiempo.

¿Qué cuenta este primer artículo?

La verdad es que salió hace un día y no lo he podido leer, pero creo que está hecho desde el punto de vista estadístico. Cuando se habla del espacio profundo una de las primeras cosas que hay que hacer es separar las galaxias en fracciones de tiempo. En esa imagen hay galaxias de muchas edades y muchos momentos del universo. Creo que se han centrado en eso.

Ya que lo menciona, ¿cómo se sabe la antigüedad de una galaxia concreta en una imagen?

Hay varios métodos. Estas imágenes son combinaciones de filtros diferentes; cada filtro selecciona una porción de la luz. Las galaxias tienen lo que se llaman características espectrales. Cuando forman estrellas, al observarlas con diferentes filtros se ve que algunos son más brillantes porque las estrellas emiten en ese filtro. Como el universo está en expansión, las galaxias emiten luz en el momento en el que nacieron, por ejemplo hace 13.000 millones de años o 10.000 millones de años. Las galaxias emiten esta señal, que viaja hacia nosotros por un universo que se está expandiendo.

El universo se expande en sí mismo, no se sabe qué hay más allá, quizás nada. Pero es una pregunta interesante y espero que Webb ayude a resolverla

Es como una espiral que estás estirando y la onda viaja hacia nosotros. Cuando la observas con diferentes filtros, cada uno va a seleccionar un rango de edades y dependiendo del color que tengan esos filtros te va a decir la edad. Separamos la edad por la fotometría, es decir, por los colores que se ven. Y cuando tienes candidatos para galaxias muy antiguas lo que haces para confirmarlas es tomar un espectro: con la misma galaxia dispersas la luz, haces un arcoiris y en ese arcoiris se ven las características espectrales, y depende de dónde estén sabes cuál es la edad de la galaxia con mucha precisión.

En la imagen de SMACS 0723 se ven galaxias tan antiguas casi como el universo, si no me equivoco.

Se ve una galaxia confirmada de 13.100 millones de años. El universo tiene 13.800 millones de años, más o menos, y las primeras galaxias nacieron hace 13.400 o 13.500 millones. Pero el objetivo de publicar estas imágenes no era publicar la ciencia.

¿Cuánto de real tienen estas imágenes y cuánto de procesamiento de datos y composición?

Son reales. Todo lo que se ve en la imagen es real y todo son datos científicos. Cuando los datos se descargan del telescopio siempre hay que limpiar efectos electrónicos, calibrarlos y traducir de unidades electrónicas, digamos, a físicas, para poder hacer medidas y comparar. Es un proceso muy estándar. En el caso de estas imágenes, cada una tiene un filtro. Como el rango de la luz es infrarrojo lo que ves en la imagen original no es más que señal de claros y oscuros. Pero luego quieres traducir eso a un color que corresponda a algo que visualmente nosotros podamos entender. Lo que se hace entonces es que los filtros que están más azules en el infrarrojo se le da colores más azules, y a los filtros más rojos colores más rojos. Es todo real, pero los colores se traducen al visible para que se puedan entender y también para que sean atractivos para el gran público.

Entonces si tuviéramos la capacidad de mirar ese trozo del universo veríamos más o menos eso.

No con los mismos colores. La elección de colores la hizo el equipo de artistas y gente de relaciones públicas. Podían haber elegido una gama de colores todos azules o rojos, había opciones. Pero el contraste, la profundidad de las imágenes y las estructuras que se ven están todos ahí, aunque no en esos rojos y azules.

¿La misión tiene entre sus objetivos demostrar cosas que se creen o se apunta a ver qué se ve?

Un poco de las dos. Hay objetivos muy claros, como las primeras galaxias, entender cómo se forman los agujeros negros supermasivos o entender atmósferas de planetas. Siempre se basa en misiones u estudios anteriores, pero también está todo ese espacio científico de descubrimiento. Vamos a observar un rango del universo que nunca hemos visto antes, con un detalle que nunca hemos visto antes. Vamos a observar objetos que nunca hemos visto antes. Ahí sí que vamos a ver qué hay. Esto se aplica a todos los campos. Por ejemplo, los exoplanetas son un campo científicamente hablando relativamente joven, y ahí hay mucha esperanza de que se descubran planetas exóticos, planetas donde se puedan dar condiciones de albergar vida. Hay un planeta del que inicialmente decían que es tan caliente que puede incluso llover lava... Se van a descubrir muchas cosas nuevas y diferentes, estoy segura. Quién sabe lo que hay ahí fuera.

¿El telescopio va a mirar solo lejos o también cerca?

Cerquita también. Vamos a observar desde los orígenes de la galaxia hace 13.500 millones de años hasta nuestro sistema solar. De hecho, hay muchos programas del sistema solar. El primer año de observaciones científicas ya está planeado: todas las propuestas están aprobadas y los científicos están esperando sus datos. Hay muchos programas que estudian el sistema solar, asteroides, que van a caracterizar con mucho más detalle las atmósferas, etc.

¿Cómo se elige qué mira el telescopio?

Hace algo más de un año se hizo la llamada de propuestas. Se invita a la comunidad científica a proponer qué quieren mirar, con qué instrumentos, etc. Se recibieron un montón de propuestas y un comité con diferentes paneles para diferentes temas (sistema solar, galaxias, lo que sea) selecciona las propuestas. Este año sobre noviembre se hará la llamada de propuestas para el segundo año de observaciones.

Ha hablado de las galaxias varias veces. Una de las imágenes más llamativas es la del Quinteto de Stephan, donde se ven galaxias en interacción, según nos ha explicado. ¿En qué consiste esto?

Es interesante, porque son cinco galaxias pero la que está más a la izquierda en la imagen no está físicamente cerca de las otras. Por el efecto parece que están cerca, pero no. Todas las galaxias a lo largo de su vida se supone que pasan por una fase de interacción y fusión. Son procesos que duran miles de años y a medida que las galaxias se encuentran unas con otras y están suficientemente cerca para interaccionar gravitatoriamente empiezan este proceso de fusión e interacción. Es un proceso muy chulo. Primero es muy lento, pero al mismo tiempo muy violento. Las galaxias tienen muchas nubes de gas y polvo, y al chocar entre ellas y presionar una contra la otra estas nubes se comprimen y aumenta la temperatura y la presión, y empiezan a formarse estrellas.

Eso se ve en las imágenes que ha ofrecido el Webb...

En el Quinteto se ve una zona rojiza en el centro, que es una zona de formación estelar joven. Depende de la masa original de las galaxias y la distancia y el ángulo en el que se encuentren, el futuro de esas galaxias será o unirse en una sola galaxia más en espiral –y los agujeros negros en el centro se unirán también– o a veces se encuentran, se deforman, crean estrellas y finalmente se separan. Depende mucho de su masa inicial. Es un proceso muy importante porque explica cómo son las galaxias hoy en día.

Otra cuestión que ha comentado son los exoplanetas. Se publicó el primer espectro de uno. Siempre hablamos en la prensa del agua en los planetas o de si puede albergar vida. ¿Por qué es tan importante saber si un planeta puede albergar vida aunque sea casi seguro que no la hay?

Es un paso más. Esto va un poco de responder de dónde venimos, cuál es el origen de la vida, cómo se forman las planetas y se crean esas condiciones para albergar vida. Mucho del trabajo en astrofísica y el estudio del universo es estadístico, estudiar una serie de planetas. El WASP es un gigante gaseoso, con la mitad de masa que Júpiter pero el mismo tamaño. Forma parte de una familia de planetas con una cierta masa, tamaño y características. Lo que quieres siempre es caracterizarlos. Ver qué es lo más típico de una familia de planetas, cómo se forman, cuál es la composición de la atmósfera, a qué distancia está de la estrella. Siempre quieres tener estudios estadísticamente significativos que te ayuden a entender este proceso de formación.

Una duda técnica. Se envió el espectro del exoplaneta, pero no una imagen de él. ¿Es porque está demasiado lejos, es muy pequeño...?

Con la técnica que se utiliza para tomar un espectro no se puede hacer imágenes. Y desde el punto de vista de la caracterización de objetos el espectro te da mucha más información. Este se hizo con un instrumento que se llama NIRISS. Hay otros dos, MIRI y NIRCam, que utilizan una técnica que se llama cronografía que lo que hace es simular un eclipse. Y al simular un eclipse lo que haces es bloquear la luz de una estrella y entonces puedes ver los planetas alrededor. Pero depende de la distancia a la que está el planeta, una vez bloqueas la luz de la estrella el planeta que vas a ver puede ser muy parecido a una estrella.

¿Cuál es de las imágenes te ha llamado más la atención personalmente?

El Quinteto de Stephan observado solo con MIRI. Tengo un sesgo porque es el instrumento con el que llevo trabajando mucho tiempo, pero desde el punto de vista científico muestra el potencial que tiene. Una de las grandes ventajas de observar en infrarrojo es que observas a través del polvo, aunque sí hay objetos que tienen demasiado y no se pueden ver. Tres de los instrumentos a bordo observan en el infrarrojo cercano, más parecido al rango en el que observó el Hubble. Pero MIRI observa en el infrarrojo medio y esto te da la habilidad de atravesar más el polvo, observar muy bien el polvo que hay detrás, el cambio de temperaturas y objetos más fríos, puedes ver un poco más dentro que en la imagen de NIRCam. Cada color indica una cosa. El rojo indica mucho polvo, una formación estelar joven, y los azules indican menos polvo. Los amarillos y verdes indican presencia de polvo, pero también componentes orgánicos. Esa imagen me fascina. Es muy bonita, está muy clara, da mucha resolución y cada color ayuda a separar qué está ocurriendo en cada uno de esos objetos.

No me resisto a hacerle la que diría que es una de las preguntas más recurrentes que se hace cualquier persona interesada en el espacio. Ha comentado antes que “el universo se expande”... ¿Hacia dónde, qué hay ahí?

Quién sabe. Se expande en sí mismo, en cierto modo. Son esas preguntas, como qué había antes del Big Bang o durante cuánto tiempo se va a expandir... El momento del Big Bang, en parte por el nombre (Big Bang significa 'gran explosión') es natural pensar en ello como una explosión que ocurrió en un punto, pero en realidad fue algo que ocurrió en todos sitios al mismo tiempo. El universo se expande en sí mismo, no se sabe qué hay más allá, quizás nada. Pero es una pregunta interesante y espero que Webb ayude a resolverla.

Ha comentado al inicio que siempre se está pensando en la siguiente misión. ¿En qué se trabaja?

Si hablamos de grandes telescopios hay varios en consideración. Uno de ellos es Luvoir. Todavía no está confirmado, pero sería un telescopio más grande que Webb, con el mismo tipo de tecnología y trabajará rangos de longitud de onda un poco diferentes.