Las esperadas imágenes del JWST

Ayer por la noche, el presidente de los Estados Unidos, Joe Biden, mostró la primera de las imágenes del JWST (James Webb Space Telescope). Lo hizo en un acto que se llevó a cabo en la Casa Blanca y desde allí mostró el campo alrededor de SMACS 0723 a todo color. «El primer campo profundo de Webb no sólo es la primera imagen a todo color del telescopio espacial James Webb, sino que es la imagen infrarroja más profunda y nítida del universo lejano tomada hasta la fecha», explicó Bill Nelson, administrador de la NASA. Nelson, para hacer más inspirador y profundo su discurso, utilizó unas palabras que bien podría haber pronunciado el mismísimo Carl Sagan:

«Esta imagen cubre un trozo de cielo del tamaño aproximado de un grano de arena sostenido a la distancia de un brazo extendido. Es sólo una pequeña porción del vasto universo».

Bill Nelson

Hoy, el mundo ha podido ver el resto de esas primeras imágenes. Con ellas, el Webb empezará a contar la historia del universo desde otro punto de vista y con un detalle nunca antes narrada.

Las imágenes del JWST, cumplen con las expectativas

«Hoy, presentamos a la humanidad una nueva e innovadora vista del cosmos desde el Telescopio Espacial James Webb, una vista que el mundo nunca antes había visto», explica Nelson. Adelantándose al futuro más inmediato del Webb, el administrador comentó que las imágenes «nos muestran cómo el Webb ayudará a descubrir las respuestas a las preguntas que aún no sabemos ni siquiera plantear». Sin duda, cuando logramos plantear las preguntas y más, responderlas, comprenderemos el universo mucho mejor de lo que lo conocemos ahora.

Para la NASA, la ESA y la CSA hoy es un día histórico. La colaboración internacional ha hecho posible llevar a cabo esta gran y ambiciosa misión. Así lo han manifestado los directores de las agencias espaciales involucradas. Y es que, las imágenes y los espectros de les mostraré a continuación, revelan las capacidades de los cuatro instrumentos científicos del telescopio espacial. Además, confirman que las observaciones futuras revolucionarán no solo nuestra comprensión del universo sino también el conocimiento sobre nuestros propios orígenes. Aquí tienen esas esperadas imágenes del JWST.

SMACS 0723, una imagen de record

Se trata de la imagen infrarroja más profunda y nítida del universo distante hasta el momento. Ya se le conoce como el «Primer Campo Profundo del Webb», aunque es un nombre oficioso. Esta imagen del campo alrededor del cúmulo de galaxias SMACS 0723 está repleta no solo de otras galaxias, sino de objetos pequeños y débiles que jamás habían sido observados.

La masa combinada del cúmulo hace las labores de lente gravitatoria, magnificando tanto la luz como el tamaño de galaxias más distantes. Esos arcos que se ven alrededor de SMACS 0723 son el producto de esa lente. Algunas de esas galaxias que se muestran deformadas nos hablan del universo cuando tenía menos de mil millones de años de vida. La fantástica imagen ha sido tomada por el instrumento NIRCam (Near Infrared Camera), y es una composición de imágenes en diferentes longitudes de onda. La exposición total de la imagen es de 12,5 horas. Esto permite observar objetos con una definición muchísimo mayor a como se veían con el telescopio espacial Hubble. A modo comparativo, el viejo telescopio tardó semanas de exposición en hacer algo parecido.

Por otro lado, SMACS 0723 está situado a 4.600 millones de años luz en dirección a la constelación de Volans. Esto quiere decir que la luz que estamos viendo comenzó a viajar cuando el sistema solar estaba dando sus primeros pasos.

WASP-96b y el agua de su atmósfera

Con el espectro que el Webb ha realizado del exoplaneta WASP-96b se han determinado detalles sin precedentes. Con estos datos, se pone de manifiesto la capacidad de analizar atmósferas exoplanetas a cientos de años luz de distancia. Este mundo en concreto, se encuentra a 1.150 años luz de distancia en dirección a la constelación de Phoenix. Tiene una masa inferior a la mitad de Júpiter y un díametro 1,2 veces mayor. Es decir, se trata de un planeta «hinchado» que orbita a su estrella cada 3,5 días.

El espectro de la atmósfera del exoplaneta se tomó con el instrumento NIRISS (Near-InfraRed Imager and Slitless Spectrograph). Midió su luz durante 6,4 horas mientras el planeta transitaba por el disco de su estrella. Así obtuvo tanto el tránsito provocado por el exoplaneta como el espectro de transmisión de su atmósfera. Al analizar los datos, se encontraron unos datos que hasta ahora habían sido esquivos. Antes de decirles las conclusiones, recuerden es un mundo situado a 1.150 años luz de distancia. Allá van. Han encontrado la firma inequívoca del agua, indicadores de neblinas y evidencias de nubes.

NGC 3132, el bello final de una estrella

La Nebulosa del Anillo del Sur era otro de esos objetos que nos mostraría el Webb en el día de hoy. La estrella que se aprecia en el centro de las imágenes ha guardado lo mejor para el final. Está enviando anillos de gas y polvo en todas las direcciones. Lo lleva haciendo desde hace miles de años. El Webb nos ha revelado cómo se distribuye ese polvo que conforma la nebulosa planetaria que ha ido creando.

Los instrumentos MIRI y NIRCam han tomado dos imágenes de este objeto situado a 2.500 años luz en dirección a la constelación de Vela. Gracias al detalle que se observa en la distribución de materiales eyectados, los astrónomos podrán analizar otras nebulosas planetarias en gran detalle. Además, también permitirá conocer qué moléculas están presentes capa a capa, lo que ayudará a conocer mejor estas últimas etapas de las estrellas del tamaño del Sol.

Como los científicos han visto, no hay una estrella sino dos. Una de ellas moribunda, y la otra, todavía está en una fase estable. Las estrellas, y sus capas de materiales, se muestran prominentes en la imagen de la izquierda, tomada con el instrumento NIRCam. Por otro lado, el instrumento MIRI (Mid-Infrared Instrument) nos ofrece la imagen de la derecha y muestra por primera vez que la segunda estrella, que con el tiempo, creará su propia nebulosa planetaria. Sin duda, será un gran espectáculo. Pero antes de que eso ocurra, la estrella más brillante influye en la apariencia de la nebulosa. A medida que las estrellas se orbiten entre sí, crearán patrones asimétricos en la nebulosa.

El Quinteto de Stephan y la evolución galáctica

El quinteto de Stephan es una agrupación visual de cinco galaxias. Cuatro de ellas están asociadas gravitatoriamente y una de ellas, están fuera de plano, por delante de ellas. Hoy, el Webb nos muestra este conjunto bajo una nueva luz. La composición de tomas de arriba conforma la imagen más grande del Webb hasta la fecha. Cubre aproximadamente una quinta parte del diámetro de la Luna. Con esa resolución, el Webb ofrecerá nuevos conocimientos sobre evolución galáctica e interacciones entre galaxias.

Con su visión infrarroja y su resolución espacial el Webb nos ha mostrado detalles nunca antes vistos en este grupo de galaxias. Algunos ejemplos son cúmulos brillantes de millones de estrellas jóvenes o regiones de formación estelar. Se aprecian también las consecuencias de la interacción estelar en forma de colas de gas y polvo. Además, el Webb ha logrado capturar enormes ondas de choque cuando una de las galaxias, NGC 7318b, atraviesa el cúmulo.

Nebulosa de Carina y los acantilados cósmicos

El Webb nos muestra este paisaje de «montañas y valles cósmicos» salpicado de brillante estrellas situadas en el borde de una joven región de formación estelar. Esta región se denomina NGC 3324 y por primera vez han sido reveladas áreas de formación estelar que hasta ahora nos eran invisibles. La región NGC 3324 es el borde de una cavidad gaseosa gigante. Los picos más altos tienen nada más y nada menos que 58 años luz de altura. La caverna ha sido excavada en la nebulosa por acción de la radiación ultravioleta y los vientos de estrellas jóvenes, calientes y masivas que están en el centro de la burbuja que se muestra en la imagen.

Con su capacidad, el Webb Webb nos revela viveros estelares emergentes y estrellas individuales que están completamente ocultas en luz visible. Ahora, ya podemos mirar a través del polvo cósmico para ver estos objetos. Con observaciones de este tipo, sabremos más sobre el proceso de formación estelar y su desarrollo a través del tiempo. Así, el Webb abordará algunas de las grandes preguntas abiertas de la astrofísica moderna. Dos de ellas serían estas: ¿Qué determina la cantidad de estrellas que se forman en una determinada región? ¿Por qué las estrellas se forman con cierta masa?

Las primeras imágenes del JWST, y… ¿ahora qué?

La liberación de las primeras imágenes y espectros del Webb, marca el comienzo de las operaciones científicas. Astrónomos de todo el mundo tendrán la oportunidad de observar cualquier objeto. Desde objetos de nuestro sistema solar como aquellos del universo primitivo. Para ello tendrán a su disposición los cuatro instrumentos de Webb.

Referencias

• First Images Shared From Webb Telescope Reveal Unseen Universe. Webb News, weic2210 (Ver).
• Webb Delivers Deepest Image of Universe Yet. Webb Photo Release, weic2209 (Ver).
• Webb Reveals Steamy Atmosphere of Distant Planet in Exquisite Detail. Webb Science Release, weic2206 (Ver).
• Webb Captures Dying Star’s Final ‘Performance’ in Fine Detail. Webb Photo Release, weic2207 (Ver).
• Webb Sheds Light on Galaxy Evolution, Black Holes. Webb Photo Release, weic2208 (Ver).
• Webb Reveals Cosmic Cliffs, Glittering Landscape of Star Birth. Webb Photo Release, weic2205 (Ver).
• NASA’s Webb Delivers Deepest Infrared Image of Universe Yet. NASA News (Ver).