10 veces este año el telescopio Webb nos ha sorprendido con nuevas imágenes de nuestro increíble universo

No es exagerado decir que el Telescopio Espacial James Webb (JWST) marca una nueva era para la astronomía moderna.

Fue lanzado el 25 de diciembre del año pasado. El telescopio ha estado operando a plena capacidad desde julio, ofreciendo vislumbres del universo que antes no podíamos alcanzar. Al igual que el telescopio espacial Hubble, el JWST está en el espacio, por lo que puede capturar imágenes con un detalle impresionante sin las distorsiones de la atmósfera terrestre.

Sin embargo, mientras que el Hubble está en órbita terrestre a una altitud de 540 km, el JWST está a kilómetros de distancia, más lejos de la Luna. Desde esta ubicación, lejos de superponerse al calor reflejado de nuestro planeta, puede recoger luz de todo el universo en la porción infrarroja del espectro electromagnético.

Esta capacidad, cuando se combina con el espejo más grande de JWST, los detectores de última generación y muchos otros avances tecnológicos, permite a los astrónomos mirar hacia atrás a las edades más tempranas del universo.

A medida que el universo se expande, estira la longitud de onda de la luz que se dirige hacia nosotros, lo que hace que los objetos distantes parezcan más rojos. A distancias lo suficientemente grandes, la luz de la galaxia viaja completamente fuera de la parte visible del espectro electromagnético y hacia el infrarrojo. El JWST puede sondear estas fuentes de luz hasta los primeros tiempos, hace aproximadamente 14 mil millones de años.

El Telescopio Hubble sigue siendo un gran instrumento científico y puede ver en longitudes de onda de luz donde el telescopio JWST no puede. Pero el telescopio de Webb puede ver más lejos en el infrarrojo con mayor sensibilidad y claridad.

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Echemos un vistazo a 10 imágenes que muestran el asombroso poder de esta nueva ventana al universo.

1. La alineación del espejo está completa

dos fotos de
Izquierda: La primera imagen de alineación publicada públicamente por JWST. Los astrónomos saltaron sobre esta imagen para compararla con imágenes anteriores de la misma parte del cielo que la de la Cámara de Energía Oscura en la Tierra. (Suministrado: NASA/STScI/LegacySurvey/C. Jacobs)

A pesar de años de pruebas en la Tierra, un observatorio complejo como JWST requiere una configuración y pruebas extensas una vez que se implementa en el espacio frío y oscuro.

estaba obteniendo 18 segmentos de espejo hexagonal Desplegado y alineado en una fracción de la longitud de onda de la luz. en marzo , La NASA publicó la primera imagen. (centrado en estrella) del espejo completamente alineado. A pesar de que era solo una imagen de calibración, los astrónomos la compararon de inmediato con las imágenes existentes de esa parte del cielo, con gran entusiasmo.

2. Spitzer contra Merry

Dos versiones del mismo ángulo del cielo, una de las cuales es más nítida y enfocada
Esta imagen muestra parte de los Pilares de la Creación en infrarrojo (ver más abajo); A la izquierda fue tomada por el Telescopio Espacial Spitzer y JWST a la derecha. El contraste en profundidad y resolución es espectacular. (Fuente: NASA/JPL-Caltech (izquierda), NASA/ESA/CSA/STScI (derecha))

Esta primera imagen, tomada mientras todas las cámaras estaban enfocadas, demuestra claramente el cambio gradual en la calidad de los datos que ofrece JWST con respecto a sus predecesores.

A la izquierda hay una imagen del Observatorio Infrarrojo del Telescopio Espacial Spitzer con un espejo de 85 cm; A la derecha, el mismo campo del infrarrojo medio de JWST cámara MIRI y un espejo de 6,5 metros. Aquí se muestra la resolución y la capacidad de detectar muchas fuentes débiles, con cientos de galaxias perdidas en el ruido de la imagen de Spitzer visible. Esto es lo que puede hacer un espejo más grande, ubicado en la más profunda y fría oscuridad.

3. La primera imagen de un cúmulo de galaxias

Imagen de cúmulos de galaxias, uno más nítido que el otro
Galaxy cluster SMACS 0723 – del Hubble a la izquierda y JWST a la derecha. Cientos de otras galaxias aparecen en la imagen infrarroja de JWST. (Suministrado: NASA/STSci)

El cúmulo de galaxias llamado SMACS J0723.3–7327 fue una buena elección para las primeras imágenes en color. Lanzado al público de JWST.

El campo está repleto de galaxias de todas las formas y colores. La masa combinada de este enorme cúmulo de galaxias, a más de 4 mil millones de años luz de distancia, curva el espacio de tal manera que la luz de fuentes de fondo distantes se estira y amplifica, un efecto conocido como lente gravitacional.

Estas galaxias de fondo distorsionadas se pueden ver claramente como líneas y arcos a lo largo de esta imagen. Este campo ya es sorprendente en las imágenes del Hubble (izquierda), pero la imagen del infrarrojo cercano de JWST (derecha) revela una gran cantidad de detalles adicionales, incluidos cientos de galaxias distantes demasiado débiles o demasiado rojas para ser detectadas por su predecesor.

4. El quinteto de Stefan

Imágenes del grupo de galaxias conocido como
Imágenes del Hubble (izquierda) y JWST (derecha) del grupo de galaxias conocido como «Stefan Quintet». El recuadro muestra un zoom en una galaxia de fondo distante. (Suministrado: NASA/STScI)

Estas imágenes representan un asombroso grupo de galaxias conocido como el Quinteto de Stephan, que es un grupo que ha Siempre ha sido de interés para los astrónomos. El estudio de la forma en que las galaxias en colisión interactúan entre sí gravitacionalmente.

A la izquierda vemos la vista del Hubble, y a la derecha Pantalla de infrarrojo medio JWST. El recuadro muestra el poder del nuevo telescopio, con un acercamiento a una pequeña galaxia de fondo. En la imagen del Hubble, vemos algunas regiones brillantes de formación de estrellas, pero solo con JWST se revela la estructura completa de estas y las galaxias circundantes.

5. Pilares de la Creación

Dos imágenes de la misma región de la galaxia, una más nítida que la otra
Los Pilares de la Creación, una región de formación de estrellas en nuestra galaxia, capturada por el Hubble (izquierda) y el JWST (derecha). (Suministrado: NASA, ESA, CSA, STScI; Joseph DiPasquale (STScI), Anton M. Coquemore (STScI), Alyssa Pagan (STScI))

Los llamados Pilares de la Creación es una de las imágenes más famosas de toda la astronomía. Tomada por Hubble en 1995. Mostrar el extraordinario alcance del telescopio espacial.

Representa una región de formación de estrellas en la Nebulosa del Águila, donde el polvo y el gas interestelar proporcionan el telón de fondo para una guardería estelar repleta de nuevas estrellas. Imagen a la derecha, tomada con extensión Cámara infrarroja cercana JWST (NIRCam), una ventaja para la astronomía infrarroja: la capacidad de mirar a través de la cubierta de polvo y ver lo que hay dentro y detrás de ella.

6. Protoestrella «Reloj de arena»

Una nube de gas naranja y roja con forma de reloj de arena y una versión azul más pequeña
Una «protoestrella de reloj de arena», una estrella que todavía está en proceso de crear suficiente gas para iniciar la fusión de hidrógeno. Recuadro: mostrando una resolución significativamente más baja que Spitzer. (Fuente: NASA/STScI/JPL-Caltech/A.Tobin)

Esta imagen representa otro acto de creación galáctica dentro de la Vía Láctea. Esta estructura con forma de reloj de arena es una nube de polvo y gas que rodea a una estrella en proceso de formación: una protoestrella llamada L1527.

Visible solo en el infrarrojo, un «disco de acreción» del material que cae (la barra negra en el medio) eventualmente permitirá que la protoestrella acumule suficiente masa para comenzar la fusión de hidrógeno, y nacerá una nueva estrella.

Mientras tanto, la luz de la estrella aún en formación ilumina el gas por encima y por debajo del disco, creando una forma de reloj de arena. Nuestra visión anterior de esto provino de Spitzer. La cantidad de detalles es nuevamente un gran salto adelante.

7. Júpiter en el infrarrojo

Imagen de Júpiter con un tinte azulado, con un resplandor multicolor en cada polo
Vista infrarroja de Júpiter desde JWST. Note el resplandor de la aurora en los polos; Esto es causado por la interacción de partículas cargadas del Sol con el campo magnético de Júpiter. (Suministrado: NASA/STScI)

La misión del telescopio Webb consiste en obtener imágenes de las galaxias más alejadas del comienzo del universo, pero también pueden mirar un poco más cerca de su hogar.

Aunque JWST no puede mirar hacia la Tierra o los planetas interiores del sistema solar, ya que siempre deben estar más lejos del sol, puede mirar hacia las partes más distantes de nuestro sistema solar. Esta imagen en el infrarrojo cercano de Júpiter es un hermoso ejemplo, mientras observamos profundamente la estructura de nubes y tormentas del gigante gaseoso. El resplandor de la aurora boreal en los polos norte y sur es doloroso.

Esta imagen fue extremadamente difícil de obtener debido al rápido movimiento de Júpiter a través del cielo en relación con las estrellas y su rápida rotación. El éxito demostró la capacidad del telescopio Webb para rastrear muy bien objetivos astronómicos difíciles.

8. La galaxia fantasma

Tres versiones diferentes de la misma galaxia
Imágenes de luz visible del Hubble (izquierda), JWST infrarrojo (derecha) y compuesta (centro) del Phantom Galaxy M74. La capacidad de combinar información de luz visible sobre estrellas con imágenes infrarrojas de gas y polvo nos permite explorar estas galaxias con exquisito detalle. (Suministro: ESA/NASA)

Estas fotos de los llamados La Galaxia Fantasma, o M74 Revela la fuerza del JWST no solo como el último y más grande de los instrumentos astronómicos, sino como un complemento valioso para otros grandes instrumentos. El panel central aquí combina la luz visible del Hubble y la luz infrarroja de Webb, lo que nos permite ver cómo la luz de las estrellas (a través del Hubble) y el gas y el polvo (a través de JWST) juntos forman esta fascinante galaxia.

Gran parte de la ciencia de JWST está diseñada para combinarse con las vistas ópticas del Hubble y otras imágenes para aprovechar este principio.

9. Una galaxia muy, muy lejana

Dos imágenes de galaxias.
«Acercar» una galaxia de una de las primeras eras del universo, cuando el universo tenía solo unos 300 millones de años (una pequeña fuente roja visible en el panel central derecho). Es imposible detectar galaxias a esta distancia en luz visible ya que su radiación emitida está «desplazada hacia el rojo» en el infrarrojo. (Fuente: NASA/STScI/C.Jacobs)

Aunque esta galaxia, el pequeño punto rojo en la imagen de la derecha, no se encuentra entre las galaxias más asombrosas que el universo tiene para ofrecer, es interesante desde un punto de vista científico.

Esta instantánea es de cuando el universo tenía solo 350 millones de años, lo que la convirtió en una de las primeras galaxias en formarse. Comprender los detalles de cómo estas galaxias crecieron y se fusionaron para formar galaxias como nuestra propia Vía Láctea 13 mil millones de años después es una pregunta importante, y una con muchos misterios restantes, lo que hace que descubrimientos como este sean muy necesarios.

También es una vista que solo JWST puede lograr. Los astrónomos no sabían muy bien qué esperar; Una imagen de esta galaxia tomada por Hubble aparecerá vacía, ya que la luz de la galaxia se estira mucho en el infrarrojo debido a la expansión del universo.

10. Este mosaico gigante es la etiqueta 2744

Miles de galaxias
Imagen del cúmulo de galaxias Abell 2744 creada mediante la combinación de varias exposiciones JWST diferentes. En esta pequeña parte del cielo (una pequeña parte de la luna llena), cada uno de los miles de objetos visibles es una galaxia muy, muy lejana. (Suministrado: Lukas Furtak (Universidad Ben-Gurion del Negev) a partir de fotografías de los paneles GLASS/UNCOVER)

Esta imagen es un mosaico (muchas imágenes individuales unidas) centrado alrededor del cúmulo de galaxias gigante Abell 2744, coloquialmente conocido como el «cúmulo de Pandora». La gran cantidad y variedad de fuentes que JWST puede detectar es alucinante; Con la excepción de un puñado de estrellas en primer plano, todos los focos.

En un trozo de cielo oscuro no más grande que una fracción del tamaño de la luna llena, hay innumerables miles de galaxias, lo que realmente recrea la escala colosal del universo en el que vivimos. Tanto los astrónomos profesionales como los aficionados pueden pasar horas estudiando detenidamente esta imagen en busca de rarezas y misterios.

En los próximos años, la capacidad de JWST para mirar profundamente y hacia atrás en el universo nos permitirá responder muchas preguntas sobre cómo llegamos a ser. Los descubrimientos y las preguntas que aún no podemos anticipar son igual de emocionantes. Cuando se quita el velo del tiempo como solo lo hace este nuevo telescopio, estas incógnitas seguramente serán fascinantes.

Colin Jacobs es investigador postdoctoral en astrofísica, y Carl Glazebrook es miembro ganador del Premio ARC y Profesor Distinguido en el Centro de Astrofísica y Supercomputación de la Universidad Tecnológica de Swinburne. Esta pieza apareció por primera vez. Conversacion.

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