La NASA lanzó el primeras imágenes a todo color de su nuevo Telescopio Espacial James Webb (JWST) esta semana.
el telescopio, que se lanzó en diciembre pasadoya está haciendo descubrimientos en el espacio profundo. Es 100 veces más fuerte que su predecesor, el Telescopio Espacial Hubble. Las cámaras infrarrojas de JWST detectan la luz en la parte más roja del espectro, lo que permite que su vista atraviese las nubes de polvo y vea estrellas, galaxias y otros objetos cósmicos que eran invisibles para los observatorios anteriores.
«Lo primero que hicieron todos fue compararlo con el Hubble, y se podía ver al instante muchos más detalles», dijo a Insider Aayush Saxena, un astrónomo extragaláctico del University College London.
«Fue absolutamente alucinante», dijo.
Esto es lo que JWST reveló en las cuatro imágenes publicadas esta semana, según Saxena:
El infrarrojo corta el polvo y muestra objetos muy antiguos
Hubble capturó imágenes innovadoras del espacio profundo, pero tenía poca capacidad para generar imágenes en el espectro infrarrojo.. Sus instrumentos se centraron principalmente en captar luz visible y ultravioleta.
Pero los objetos más antiguos tienden a emitir luz que está más cerca del lado rojo del espectro de colores, un fenómeno llamado desplazamiento hacia el rojo.
A medida que el universo se expande, las galaxias se alejan de la Tierra muy rápidamente. «Es como una ambulancia: cuando se acerca a nosotros, el sonido se vuelve más estridente, pero luego, a medida que se aleja, la longitud de onda del sonido se vuelve más y más larga», dijo Saxena.
De la misma manera, la luz se estira y se desplaza hacia el rojo.
Mientras que la luz visible es absorbida por el polvo espacial que puede agruparse alrededor de objetos interesantes, bloqueándolos de la vista, la luz infrarroja puede atravesar el polvo.
Esta es la razón por la que los instrumentos a bordo del JWST que pueden captar infrarrojos, como las cámaras de infrarrojo medio y cercano (MIRI y NIRCam), son tan valiosos para la ciencia.
El Telescopio Espacial James Webb miró profundamente en nuestra galaxia para ver el nacimiento de las estrellas
JWST miró a través de la Vía Láctea para capturar esta imagen de formaciones de gas y polvo similares a acantilados en el borde de la Nebulosa Carina, que se encuentra a 7.600 años luz de la Tierra.
En nubes como esta, el gas y el polvo se comprimen y colapsan en nuevas estrellas. Es por eso que los astrónomos a menudo se refieren a las nebulosas como «guarderías estelares». Los poderes infrarrojos de JWST le permiten atravesar el polvo y ver las estrellas bebés en lo profundo de las nubes.
«Es realmente genial poder ver esto, porque sin MIRI y NIRCam, no creo que podamos presenciar el nacimiento de nuevas estrellas», dijo Saxena.
Las nebulosas se forman cuando una estrella masiva, o un grupo de estrellas masivas, se convierte en supernova, expulsando sus capas exteriores de gas, dijo Saxena. La gravedad puede volver a juntar ese material para crear nuevas estrellas e incluso fusionar nuevos elementos. Al detectar estas estrellas, JWST está capturando el proceso que creó todo en nuestro mundo.
«Todos los elementos químicos, el carbono, el oxígeno, se han formado como resultado de la formación y muerte de múltiples generaciones de estrellas. La primera generación de estrellas solo estaba compuesta de hidrógeno y helio, porque esos son los elementos que dio el Big Bang. nosotros», dijo Saxena.
«Decimos que todos estamos hechos de materia estelar, y es un poco cierto», dijo Saxena.
La segunda estrella de la Nebulosa del Anillo Sur era solo una teoría antes de estas imágenes
MIRI reveló una segunda estrella en el centro de la Nebulosa del Anillo Sur, a unos 2.000 años luz de distancia.
«Esto había sido teorizado, pero nunca se observó», dijo Saxena.
La estrella fue eclipsada por su vecina, hasta que el infrarrojo la reveló: un punto rojo junto a una estrella azul-blanca. La estrella roja es vieja, se está muriendo y emite ondas de choque de gas y polvo, que crean una nebulosa en forma de anillo a su alrededor.
La imagen revelada otra sorpresa: una galaxia en el fondo, que anteriormente no era lo suficientemente clara para identificar, ya que la estamos mirando desde un lado.
«Puedes ver la estructura en espiral y un pequeño bulto en el medio, que es una señal clara de que esto es en realidad una galaxia», dijo Saxena, y agregó: «Esto solo es posible debido a la muy alta resolución de estas imágenes».
El Quinteto de Stephan podría decirnos cuántas estrellas hay en una galaxia
El Quinteto de Stephan es un grupo de cinco galaxias, cuatro de las cuales interactúan entre sí, a 290 millones de años luz de distancia. El quinto, en la parte inferior, está mucho más cerca, a unos 40 millones de años luz de la Tierra.
«Puedes ver que el nivel de detalle que descubrimos en la longitud de onda infrarroja es mucho más alto en comparación con el ultravioleta y el óptico, simplemente porque todas estas son regiones posiblemente de formación de estrellas que están oscurecidas por el polvo», dijo Saxena.
La galaxia de la izquierda ofrece una visión sin precedentes de cómo se forman las estrellas, agregó.
«Realmente podemos seleccionar los grupos individuales de formación de estrellas», dijo Saxena.
Esto «ayuda a cuantificar cuántas estrellas existen realmente en las galaxias y cuántas estrellas se están formando dentro de la galaxia en un momento dado», agregó.
JWST también reveló el delicado baile entre las galaxias que se atraen entre sí a medida que se mueven por el espacio. El polvo y el gas visibles entre las galaxias sugieren que estuvieron cerca de colisionar, dijo Saxena.
«Creo que tuvieron un encuentro cercano en algún momento en el pasado, por lo que hay algún tipo de material que fluye entre estos dos, formando esta estructura de puente», dijo.
El área entre las galaxias está llena de gas ionizado. Cuando una galaxia atraviesa el gas, puede calentarse mucho, ionizarse y emitir mucha luz, dijo Saxena.
La nube de gas entre las tres galaxias es un frente de choque, lo que nos dice que las galaxias se están fusionando, dijo Saxena.
Hay más maravillas galácticas en el fondo de la imagen del Quinteto de Stephan.
«Cada píxel lleno de galaxias, dondequiera que mires», dijo Saxena, y agregó: «Realmente puedes ver los hermosos brazos en espiral y la protuberancia y todo».
La imagen de campo profundo de JWST revela una de las galaxias más antiguas jamás observadas
JWST también centró su atención en un cúmulo de galaxias a unos 4240 millones de años luz de distancia, llamado SMACS 0723.
Este cúmulo nos permite ver galaxias que están mucho más lejos, a través de un efecto llamado lente gravitacional.
«Es como mirar a través de una copa de vino. Si ves algo a través del fondo de la copa de vino, parece un anillo y está estirado, lo que se llama lente», dijo Saxena, y agregó: «Siguiendo la teoría general de la relatividad de Einstein, si hay un objeto masivo entre nosotros y un objeto de fondo, la luz del objeto de fondo se dobla alrededor de él y se estira».
La atracción gravitatoria del cúmulo de galaxias es tan fuerte que refleja y estira la luz de las galaxias que están muy por detrás, como se ve en la imagen de abajo.
Para Saxena, son los pequeños puntos rojos en la imagen, en lugar de las galaxias, los que son más interesantes.
Cuanto más lejos esté una galaxia, más roja y compacta será su luz. La NASA determinó que este punto rojo tiene 13.100 millones de años, una de las galaxias más antiguas jamás vistas.
«Una vez que aumente el contraste, estoy seguro de que aparecerán más y más puntos rojos. Inevitablemente, uno de ellos podría convertirse en una de las galaxias más distantes que podría encontrar», dijo Saxena.
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