Telescopio Espacial James Webb en el espacio. Crédito de la imagen: Northrop Grumman.
El Telescopio Espacial James Webb de la NASA (JWST), el sucesor del Hubble, está programado para ser lanzado en 2018 para estudiar todas las fases de la historia cósmica, principalmente mediante la observación de los objetos más lejanos en el universo. El telescopio también será útil para la investigación de sistemas planetarios extrasolares, así como los planetas en nuestro Sistema Solar. Ahora, un equipo de investigadores dirigido por Laszlo Kestay, el director de Astrogeología Centro de Ciencias del Servicio Geológico de Estados Unidos, ha presentado su plan para utilizar las capacidades del telescopio para entender mejor nuestra vecindad planetaria, poniendo énfasis en las lunas del Sistema Solar exterior y su geología.
El equipo propone dos objetivos principales científicos para JWST cuando se trata de la observación de estas lunas. La primera tarea sería la de completar el estudio por infrarrojos de los satélites principales. El segundo objetivo es la geología y se describe como "cambios en la superficie de seguimiento de satélites activos." Los investigadores presentaron su propuesta en un artículo publicado en el arXiv.
"El telescopio espacial James Webb permitirá observaciones con una combinación espectral única, espacial y resolución temporal para el estudio de los satélites de planetas exteriores dentro de nuestro Sistema Solar. Destacamos la espectroscopia infrarroja de las lunas heladas y cambios temporales en los satélites geológicamente activos para la investigación científica ", escribieron los científicos.
JWST estará equipado con cuatro instrumentos científicos: la Cámara de Infrarrojo Cercano (NIRCam), el infrarrojo cercano Espectrógrafo (NIRSpec), el Instrumento de mitad de infrarrojos (MIRI) y el Fine Orientación Sensor / Infrarrojo Cercano Imager y slitless Espectrógrafo (FGS / NIRISS).
Estos instrumentos proporcionan una oportunidad única de obtener una alta resolución espectral del espectro infrarrojo de los satélites planetarios en las regiones de longitud de onda que no se pueden observar desde la Tierra. Los resultados del JWST podrían complementar las observaciones de las lunas del Sistema Solar exterior realizadas por las misiones Voyager y Cassini.
Los científicos esperan que la contribución científica clave del telescopio determinará las composiciones de los satélites irregulares en planetas gaseosos gigantes. Señalan que incluso a muy baja resolución espacial, la espectroscopia del infrarrojo cercano es sensible a H2O y otros hielos, así como silicatos y de las características pistas espectrales de complejos orgánicos como las "tolinas" (moléculas heteropolímeros formadas por la irradiación ultravioleta solar de compuestos orgánicos simples, tales como metano o etano).
"JWST tiene la sensibilidad para proporcionar datos sobre la composición única de los satélites irregulares.
Los satélites irregulares son fuentes importantes de polvo en los sistemas de planetas gigantes. Las órbitas de polvo evolucionan bajo efectos de la presión de la radiación y las mareas solares. Al vincular los tamaños, densidades y albedos de las partículas de polvo a las composiciones superficiales del satélite fuente, JWST podría ofrecer nuevas perspectivas sobre el papel de estos satélites en la producción de partículas de polvo.
Las observaciones de la actividad geológica de las lunas exteriores del Sistema Solar, descrito por Kestay y sus colegas como el segundo objetivo principal para el JWST también podrían traer resultados notables a los científicos. El telescopio será capaz de detectar cambios en la superficie que son indicativos de las variaciones temporales en la composición y la temperatura.
Muchos de los satélites de planetas exteriores son notablemente activos. Por ejemplo, la luna de Júpiter Io, la luna más grande de Neptuno, Tritón, y Encelado, el satélite helado de Saturno, tienen erupciones activas. La reciente propuesta de penachos activos en Europa, en órbita alrededor de Júpiter, es especialmente emocionante, ya que puede proporcionar muestras de un entorno habitable que es otra manera muy difícil de acceder.
Los científicos creen que la mejor luna de estas observaciones sería Io. Señalan que el JWST podría observar cambios superficiales significativos en este satélite donde la actividad volcánica es muy alta.
"Las observaciones cada seis meses que JWST puede hacer del sistema joviano es muy adecuado para el seguimiento de estos estudios y ver como evolucionan.
Están convencidos de que las observaciones JWST también podrían resolver otros problemas científicos relacionados con Io, tales como la temperatura de la erupción de sus lavas y la incertidumbre acerca de la composición y el estado de su manto interior. Esto podría ser crucial para nuestra comprensión de cómo las mareas funcionanen el sistema joviano.
Los investigadores concluyen que estos dos tipos de observaciones del JWST permitirán hacer mucha ciencia de las lunas del Sistema Solar exterior.
Presentan el telescopio como una herramienta importante para el estudio de los satélites planetarios, subrayando que el camino hacia la comprensión de los orígenes del universo es a través de las observaciones de nuestro Sistema Solar exterior. Por último, animan a la comunidad científica a escribir sobre esto para formular planes de observación más específicos.
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