Las cinco primeras imágenes del telescopio espacial James Webb, explicadas de forma sencilla

Han pasado 26 años desde que el telescopio se planteó sobre el papel, pero el día de verlo en acción por fin ha llegado. La NASA, la Agencia Espacial Europea y la Agencia Espacial Canadiense presentaron este martes las cinco primeras imágenes científicas del telescopio espacial James Webb.

Texto: Gizmodo

Recordemos que el Webb es un telescopio infrarrojo, lo que significa que está diseñado para ver longitudes de onda más largas de las que nuestros ojos pueden percibir, como las que emiten los objetos cálidos del cosmos y también las galaxias que se alejan de nosotros por la expansión del universo, dado que su luz se desplaza hacia el rojo.

El telescopio espacial James Webb, que orbita un punto del espacio a un millón y medio de kilómetros de la Tierra, nos ha estado enviando las imágenes astronómicas de mayor resolución y detalle que hemos capturado nunca en el infrarrojo, empezando por estos cinco primeros e históricos ejemplos que han pasado por una batería de filtros para que podamos apreciarlos a todo color.

¿Lo más inusitado? Todas estas históricas imágenes se tomaron en el transcurso aproximado de una semana, lo que significa que el telescopio seguirá ampliando nuestra visión del cosmos una y otra vez en las próximas semanas, y con suerte durante los 20 años que le quedan de combustible.

SMACS 0723

Descrita como la imagen infrarroja más profunda y nítida del universo, no lo será por mucho tiempo, ya que se espera que el Webb produzca imágenes de campo profundo de galaxias casi tan antiguas como el propio universo.

A pesar de exhibir miles de galaxias, algunas de las cuales nunca antes habíamos visto por su tenue luz, la imagen abarca una minúscula porción del universo observable, una extensión en el cielo de apenas 2,4 minutos de arco, o el equivalente a un grano de arena a la distancia de un brazo extendido desde la perspectiva de un observador en la Tierra.

SMACS 0723 es un cúmulo de galaxias que se eligió como uno de los primeros objetivos científicos del Webb porque actúa como una lente gravitacional, un fenómeno óptico predicho por Albert Einstein que aumenta las galaxias más distantes, incluidas las que aparecieron hace 13.100 millones de años, cuando el universo tenía menos de mil millones de años de edad.

Se trata de una composición de imágenes en diferentes longitudes de onda del infrarrojo que apenas tomó un total de 12,5 horas de exposición con el instrumento NIRCam del telescopio Webb. En comparación, el telescopio espacial Hubble tardó 10 días en tomar una imagen de menor resolución de este mismo cúmulo de galaxias.

Exoplaneta WASP-96 b

Aunque no sea una imagen directa, una breve observación de WASP-96 b permitió a los científicos del Webb caracterizar mejor este distante exoplaneta, un gigante gaseoso que orbita una estrella similar al Sol a 1.150 años luz de distancia.

El espectro de luz de WASP-96, medido con el instrumento NIRISS del telescopio Webb en apenas 6,4 horas, reveló la presencia inconfundible de agua en el exoplaneta, así como señales de que hay nubes en su atmósfera, desmontando ciertas suposiciones de estudios anteriores.

A pesar de la presencia de agua en forma de vapor, no puede haber vida en este planeta extremadamente cercano a su estrella, donde un año transcurre en tres días terrestres y las temperaturas, según los estudios actuales, superan los 538 ºC. Con un diámetro 1,2 veces mayor que el de Júpiter y menos de la mitad de su masa, no hay un planeta tan caliente e inflado como WASP-96 en nuestro propio sistema solar.

Los nuevos datos de WASP-96 conforman el espectro en el infrarrojo cercano más detallado de la atmósfera de un exoplaneta, pero también cubren la luz roja visible y longitudes de onda de más de 1,6 micras a las que no era posible acceder con otros telescopios. Además del agua, esto permitirá observar moléculas clave como el oxígeno, el metano y el dióxido de carbono en otros exoplanetas potencialmente habitables que el Webb tiene planeado observar.

Nebulosa del Anillo del Sur

Dos cámaras a bordo del Webb, NIRCam y MIRI, capturaron estas imágenes de una nebulosa planetaria conocida formalmente como NGC 3132 a unos 2.500 años luz de distancia. Lo que vemos es la lenta muerte de una estrella que ha estado expulsando gas y polvo en todas las direcciones durante miles de años.

La estrella central de NGC 3132 se expandió hasta convertirse en una gigante roja, eliminando gruesas capas de material hasta dejar expuesto su núcleo ardiente. Luego siguió expulsando gas, menos denso pero más caliente, lo que esculpió la enorme burbuja en expansión.

Cada capa de la Nebulosa del Anillo del Sur representa un episodio en el que la estrella perdió parte de su masa. Las capas más anchas, de gas molecular frío, situadas hacia las áreas exteriores de la imagen, fueron expulsadas antes. Las más cercanas a la estrella, de plasma, son las más recientes y calientes.

La agonizante estrella puede contemplarse, por primera vez, cubierta de polvo en el centro de la nebulosa gracias a la imagen de abajo, tomada con la cámara MIRI del James Webb. Como es un sistema estelar binario, vemos también una segunda estrella que se encuentra en una etapa anterior de su evolución y que en el futuro podría expulsar su propia nebulosa planetaria.

Los científicos creen que el movimiento binario de las estrellas, que continúan orbitándose entre sí, remueve el gas de la nebulosa produciendo ese patrón asimétrico. Si pudiéramos rotar la nebulosa para verla de perfil, su forma tridimensional se vería como dos cuencos unidos por su base con un gran agujero en el centro.

Quinteto de Stephan

Es la imagen más grande del Webb hasta la fecha. Contiene más de 150 millones de píxeles y fue creada a partir de casi mil archivos de imágenes individuales.

Situado en la constelación de Pegaso, este grupo compacto de galaxias conocido como el quinteto de Stephan permite a los científicos estudiar la fusión y otras formas de interacción entre galaxias, que son cruciales para entender la formación de las estrellas.

A pesar del nombre, son en realidad cuatro galaxias (NGC 7317, NGC 7318A, NGC 7318B y NGC 7319) atrapadas en una danza cósmica a 290 millones de años luz de distancia. La quinta galaxia (NGC 7320), a la izquierda de la imagen, está en realidad en primer plano a 40 millones de años luz de la Tierra.

Se cree que grupos compactos como este fueron más comunes en el universo primitivo, cuando el material sobrecalentado que caía en ellos alimentaba agujeros negros muy energéticos llamados cuásares. Incluso en la actualidad, la galaxia superior del quinteto (NGC 7319) alberga un agujero negro supermasivo con una masa 24 millones de veces mayor que la del Sol.

La NIRCAM del telescopio Webb capturó en detalle las enormes ondas de choque provocadas por la colisión entre dos galaxias del grupo (NGC 7318A y NGC 7318B). La gravedad de galaxias en proceso de colisión puede provocar corrientes de material conocidas como “colas de marea” que luego se enfrían y forman estrellas.

Además de esta cola de polvo y gas frío, el Webb logró capturar en detalle un vasto océano de miles de galaxias distantes en el fondo de la imagen.

Nebulosa de la Quilla (Nebulosa de Camila)

Dejando la estampa más hermosa para el final, la NASA reveló por último estas espectaculares imágenes de NGC 3324, la Nebulosa de la Quilla o Nebulosa de Carina. Una nube gigantesca de gas y polvo donde se forman estrellas y jóvenes viveros estelares.

Situada a solo 7.600 años luz de distancia, NGC 3324 fue fotografiada por NIRCam (arriba) y MIRI (abajo). La sensibilidad de estas cámaras de infrarrojo permite al Webb atravesar el polvo cósmico y ver cientos de estrellas que antes estaban ocultas, e incluso un gran número de galaxias al fondo.

Es difícil asimilar la escala de estas imágenes. Los picos más altos de esta “montaña gaseosa” salpicada por estrellas tienen una altura aproximada de 58 años luz. La zona cavernosa ha sido tallada por la intensa radiación ultravioleta y los vientos estelares de estrellas jóvenes, extremadamente grandes y calientes.

En la imagen MIRI podemos ver el nacimiento de decenas de estrellas, algunas expulsando su gas de nacimiento y otras aún envueltas en los materiales que las están formando. Esta y futuras observaciones de NGC 3324 ofrecerán a los astrónomos más información sobre el proceso de formación de las estrellas.

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