El Telescopio Espacial James Webb de la NASA, el telescopio espacial más grande y poderoso jamás construido, ahora se encuentra a casi un millón de millas de la Tierra, girando de un punto del cielo a otro mientras estudia el entorno rico en objetivos que es nuestro universo. Era el primer grupo de fotos. Anunciado esta semana.
Ella es alucinante. También está cargado de información sobre el universo, la interacción entre las galaxias y el nacimiento y muerte de las estrellas.
Sin embargo, estas imágenes pueden resultar ambiguas para el observador casual que carece de un título en astrofísica. ¿Qué estamos viendo exactamente?
Miremos más de cerca.
campo profundo
Hay un montón de galaxias por ahí. Esta fue la primera imagen que se hizo pública, demostrando el poder del telescopio para capturar la luz infrarroja extremadamente débil emitida durante los primeros mil millones de años del universo. La imagen está centrada en un cúmulo de galaxias a más de 4 mil millones de años luz de distancia, lo que significa que su luz se emitió aproximadamente cuando se formaron el Sol y la Tierra. Las galaxias aparecen en el cúmulo como puntos de color blanco cremoso.
Juntas, estas galaxias crean una fuerte flexión gravitatoria en el espacio que actúa como una lente, magnificando y distorsionando los objetos distantes. Esto da como resultado galaxias espejo como la de la parte superior derecha de la imagen a la que la astrónoma de la NASA Jane Rigby se refiere como Laffy Taffy.
En otra parte de la imagen, la lente convirtió una galaxia en dos galaxias reflejadas.
La luz viene en muchas longitudes de onda a lo largo del llamado espectro electromagnético. Los humanos ven en una banda estrecha conocida como la parte «óptica» del espectro. El telescopio Webb recoge la luz emitida por la radiación infrarroja, longitudes de onda largas en gran medida inaccesibles para el telescopio Hubble y completamente invisibles para nosotros.
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Fuentes: NASA; Agencia Espacial Europea;
Instituto de Ciencias del Telescopio Espacial
William Neve / The Washington Post
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Fuentes: NASA; Agencia Espacial Europea;
Instituto de Ciencias del Telescopio Espacial
William Neve / The Washington Post
Telescopio espacial James Webb
Fuentes: NASA; Agencia Espacial Europea; Instituto de Ciencias del Telescopio Espacial
William Neve / The Washington Post
El equipo de Webb ha escaneado docenas de galaxias más rojas y lejanas en esta imagen, y determinó que una de ellas, un pequeño punto punteado, emitió su luz hace unos 13.100 millones de años, solo 700 millones de años después del Big Bang. (Las distancias a tales objetos se infieren por su «desplazamiento al rojo»: hasta qué punto la luz ha sido interrumpida por la expansión del espacio mismo).
El telescopio obtuvo un espectro de la galaxia, mostrando signos de oxígeno, hidrógeno y neón. Este tipo de observación, dijo Rigby, explicaría lo que sucedió durante los primeros mil millones de años del universo: «No sabemos en absoluto qué tan grandes son estas galaxias y cuántas hay».
Nebulosa del Anillo Sur
Las estrellas como nuestro sol son reactores de fusión nuclear notablemente estables durante miles de millones de años. Pero incluso ellos están envejeciendo. Esta imagen muestra lo que sucede cuando muere una estrella. Se deshace de la materia en medio de su muerte palpitante.
Estas nubes de gas y polvo, incluidas partículas complejas, son la materia prima de estrellas y planetas que aún no se han formado.
La NASA ha publicado dos imágenes, una en el infrarrojo cercano (relativamente cerca de la parte «visible» del espectro) y otra en el infrarrojo medio (más lejos del espectro).
En el infrarrojo cercano, el material forma un anillo de polvo y gas espumoso, con gas caliente ionizado dominando la región central. Los rayos de luz se disparan a través de los agujeros en el anillo exterior.
Solo una estrella es claramente visible en el centro. Pero este es un sistema binario: dos estrellas unidas por la gravedad.
En el infrarrojo medio, vemos ambos. Morir más débil. El telescopio revela que está cubierto de polvo.
Nuestro Sol se verá similar a esta estrella en 5 mil millones de años, explicó Klaus Pontopedan, científico del Proyecto Webb en el Instituto de Ciencias del Telescopio Espacial.
«Es el ciclo de vida de las estrellas», dijo Pontopedan. «Este es el final de esta estrella, pero es el comienzo de otras estrellas y otros sistemas planetarios».
La imagen incluye un corte interesante en un hombro que los astrónomos reconocieron como una galaxia distante. Aunque es una enorme estructura tridimensional con miles de millones de estrellas, miramos su borde como si estuviéramos viendo un frisbee que se aleja girando de nosotros.
quinteto de stephan
La imagen tiene mucho universo en ella.
Hay estrellas de nuestra galaxia, lo que significa que están en primer plano, en términos cosmológicos.
Las estrellas en primer plano son identificables en todas las imágenes de Webb por «picos de difracción», que son una renovación del diseño del telescopio. Los picos de difracción en estas imágenes actúan como una marca de agua para el Telescopio Webb.
En la distancia media está lo que parece ser un quinteto de galaxias.
El de la izquierda no es parte del cúmulo sino que está en primer plano, a unos 40 millones de años luz de distancia.
El telescopio puede distinguir estrellas individuales en la galaxia en primer plano.
Muchos de ellos envejecen como «gigantes rojos» hacia el final de sus vidas, con propiedades bien documentadas que ayudan a los astrónomos a apreciar su verdadera luminosidad y distancia de ellos. Tales observaciones podrían mejorar el modelo que usan los científicos para estimar la distancia a los objetos en vastas extensiones de espacio.
Las otras cuatro galaxias están a unos 290 millones de años luz de distancia. Los dos se fusionan. Las interacciones gravitatorias de las galaxias enviaron corrientes de gas y polvo formadores de estrellas al espacio intergaláctico.
Sorprendentemente, esta imagen, como el «campo profundo», contiene innumerables galaxias dispersas en el fondo. Mire de cerca y verá hermosas galaxias espirales muy distantes, no muy diferentes a nuestra propia Vía Láctea.
La gran galaxia en la parte superior tiene un agujero negro supermasivo y extremadamente activo en su núcleo, que se alimenta de su entorno. El agujero negro en sí no emite luz, pero su campo gravitatorio activa el gas cercano, lo que hace que los átomos choquen entre sí y generen un calor enorme.
Rigby dijo que el disco de acreción de este agujero negro brilla con la energía de 40 mil millones de soles: «Los agujeros negros no emiten ninguna luz, ¡pero sus discos de acreción ciertamente sí lo hacen!»
Nebulosa de Carina
¡Parece un buen lugar para pasar el rato! Completa con un hermoso cielo estrellado. Esta nebulosa es un vivero de estrellas en nuestra galaxia.
«Lo que parece un cielo nocturno estrellado es parte de una enorme burbuja que ha sido excavada en la nube por la radiación ultravioleta y los vientos estelares de estrellas jóvenes, muy masivas y calientes que ya se han formado», dijo desde el espacio la astrónoma Amaya Morrow Martin. Instituto de Ciencias del Telescopio.
Corrientes de material ionizado fluyen hacia la parte superior del marco.
Webb puede ver las ondas de choque de las nuevas estrellas que se forman dentro de la nube. Su entorno es hostil, porque el mismo proceso que erosiona la nube puede detener la formación estelar.
El Telescopio Hubble había examinado previamente esta parte de la extensa Nebulosa Carina, y el equipo de Webb sabía que el límite definido con precisión entre la nube de polvo y el «cielo abierto» crearía una imagen fascinante.
Esto es más que un hermoso arte espacial, dijo Joseph DiPasquale, parte del equipo que procesó las imágenes en el Instituto de Ciencias del Telescopio Espacial en Baltimore.
«Sabíamos, basándonos en la imagen del Hubble, que el paisaje de esto se habría parecido mucho a una cadena montañosa y el cielo detrás de ella. Sabíamos que sería estéticamente impresionante allí», dijo DePasquale. «Pero también sucedieron muchas cosas en términos de física. Webb podía adentrarse en las nubes y desentrañar los misterios de lo que estaba sucediendo».
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