Estas son las 10 veces que el James Webb deslumbro al mundo

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

Lanzado el 25 de diciembre del año pasado y en pleno funcionamiento desde julio, el telescopio ofrece vislumbres del universo que antes eran inaccesibles para nosotros. Al igual que el Telescopio Espacial Hubble, el JWST está en el espacio, por lo que puede tomar fotografías con detalles sorprendentes sin las distorsiones de la atmósfera terrestre.

Sin embargo, mientras el Hubble está en órbita alrededor de la Tierra a una altitud de 540 km, el JWST está a 1,5 millones de kilómetros de distancia, mucho más allá de la luna. Desde esta posición, lejos de la interferencia del 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 del JWST, los detectores de última generación y muchos otros avances tecnológicos, permite a los astrónomos mirar hacia atrás, a las épocas más antiguas del universo.

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

El telescopio Hubble continúa siendo un gran instrumento científico y puede ver en longitudes de onda ópticas donde el JWST no puede. Pero el telescopio Webb puede ver mucho más lejos en el infrarrojo con mayor sensibilidad y nitidez.

Echemos un vistazo a diez imágenes que han demostrado el asombroso poder de esta nueva ventana al universo.

1. Alineación del espejo completa

Izquierda: La primera imagen de alineación publicada públicamente del JWST. Los astrónomos saltaron sobre esta imagen para compararla con imágenes anteriores de la misma parte del cielo como la de la derecha de la Cámara de Energía Oscura en la Tierra. Crédito: NASA/STScI/LegacySurvey/C. Jacobs

A pesar de años de pruebas en tierra, un observatorio tan complejo como el JWST requería una configuración y pruebas exhaustivas una vez que se desplegaba en el frío y la oscuridad del espacio.

Una de las tareas más importantes fue desplegar los 18 segmentos del espejo hexagonal y alinearlos con una fracción de longitud de onda de luz. En marzo, la NASA publicó la primera imagen (centrada en una estrella) del espejo completamente alineado. Aunque 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 MIRI

Esta imagen muestra una parte de los 'Pilares de la Creación' en el infrarrojo (ver más abajo); a la izquierda tomada con el Telescopio Espacial Spitzer, y JWST a la derecha. El contraste en profundidad y resolución es dramático. Crédito: NASA/JPL-Caltech (izquierda), NASA/ESA/CSA/STScI (derecha)

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

A la izquierda hay una imagen del telescopio Spitzer, un observatorio infrarrojo basado en el espacio con un espejo de 85 cm; a la derecha, el mismo campo de la cámara MIRI de infrarrojo medio de JWST y el espejo de 6,5 m. Aquí se muestra la resolución y la capacidad de detectar fuentes mucho más débiles, con cientos de galaxias visibles que se perdieron en el ruido de la imagen de Spitzer. Esto es lo que puede hacer un espejo más grande situado en la oscuridad más profunda y fría.

3. La primera imagen del cúmulo de galaxias

Cúmulo de galaxias SMACS 0723: del Hubble a la izquierda y del JWST a la derecha. Cientos de galaxias más son visibles en la imagen infrarroja de JWST. Crédito: NASA/STSci

El cúmulo de galaxias con el prosaico nombre de SMACS J0723.3–7327 fue una buena opción para las primeras imágenes en color lanzadas al público por el 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, dobla el espacio de tal manera que la luz de fuentes distantes en el fondo se estira y se magnifica, 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. El campo ya es espectacular en las imágenes del Hubble (izquierda), pero la imagen del infrarrojo cercano 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. Quinteto de Stephan

Imágenes de Hubble (l) y JWST (r) del grupo de galaxias conocido como 'Stephan's Quintet'. El recuadro muestra un zoom en una galaxia de fondo distante. Crédito: NASA/STScI

Estas imágenes muestran un grupo espectacular de galaxias conocido como el Quinteto de Stephan, un grupo que ha sido de interés para los astrónomos que estudian la forma en que las galaxias en colisión interactúan entre sí gravitacionalmente.

A la izquierda vemos la vista del Hubble, y a la derecha la vista del infrarrojo medio del 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 el JWST se revela la estructura completa de esta y las galaxias circundantes.

5. Los pilares de la creación

Los 'Pilares de la Creación', una región de formación estelar de nuestra galaxia, capturada por el Hubble (izquierda) y el JWST (derecha). Crédito: NASA, ESA, CSA, STScI; Joseph DePasquale (STScI), Anton M. Koekemoer (STScI), Alyssa Pagan (STScI)

Los llamados Pilares de la Creación es una de las imágenes más famosas de toda la astronomía, tomada por el Hubble en 1995 . Demostró el extraordinario alcance de un telescopio espacial.

Representa una región de formación de estrellas en la Nebulosa del Águila, donde el gas y el polvo interestelar proporcionan el telón de fondo de una guardería estelar repleta de nuevas estrellas. La imagen de la derecha, tomada con la cámara de infrarrojo cercano (NIRCam) del JWST, demuestra otra ventaja de la astronomía infrarroja: la capacidad de mirar a través de la cubierta de polvo y ver lo que hay dentro y detrás.

6. La protoestrella 'reloj de arena'

La 'protoestrella reloj de arena', una estrella que todavía está en proceso de acumular suficiente gas para comenzar a fusionar hidrógeno. Recuadro: una vista de resolución mucho más baja de Spitzer. Crédito: NASA/STScI/JPL-Caltech/A. A Bin

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 formación: una protoestrella llamada L1527.

Solo visible en el infrarrojo, un "disco de acreción" de material que cae (la banda negra en el centro) eventualmente permitirá que la protoestrella acumule suficiente masa para comenzar a fusionar 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, dando forma a un reloj de arena. Nuestra visión previa de esto provino de Spitzer; la cantidad de detalles es una vez más un enorme salto adelante.

7. Júpiter en infrarrojo

Una vista infrarroja de Júpiter desde el 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. Crédito: NASA/STScI

La misión del telescopio Webb incluye obtener imágenes de las galaxias más distantes desde el comienzo del universo, pero también puede mirar un poco más cerca de casa.

Aunque JWST no puede mirar a la Tierra ni a los planetas del Sistema Solar interior, ya que siempre debe mirar en dirección opuesta al 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 las nubes y tormentas del gigante gaseoso. El resplandor de las auroras tanto en el polo norte como en el sur es inquietante.

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

8. La galaxia fantasma

Luz visible del Hubble (l), infrarrojo JWST (r) e imágenes combinadas (centro) de la 'Galaxia Fantasma' M74. La capacidad de combinar información de luz visible sobre estrellas con imágenes infrarrojas de gas y polvo nos permite sondear este tipo de galaxias con exquisito detalle. Crédito: ESA/NASA

Estas imágenes de la llamada Galaxia Fantasma o M74 revelan el poder de JWST no solo como el último y más grande de los instrumentos astronómicos, sino como un complemento valioso para otras grandes herramientas. El panel central aquí combina la luz visible del Hubble con la 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 dan forma a esta notable galaxia.

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

9. Una galaxia súper distante

Un "zoom" en una galaxia de una de las épocas más antiguas del universo, cuando el universo tenía solo unos 300 millones de años (la pequeña fuente roja visible en el centro del panel derecho). Las galaxias a esta distancia son imposibles de detectar en luz visible ya que su radiación emitida ha sido 'desplazada hacia el rojo' hacia el infrarrojo. NASA/STScI/C. Jacobs

Aunque esta galaxia, la pequeña mancha roja en la imagen de la derecha, no se encuentra entre las más espectacularmente pintorescas que nuestro universo tiene para ofrecer, es igual de interesante científicamente.

Esta instantánea es de cuando el universo tenía apenas 350 millones de años, lo que la convierte en una de las primeras galaxias que se han formado. Comprender los detalles de cómo tales galaxias crecen y se fusionan para crear galaxias como nuestra propia Vía Láctea 13 mil millones de años después es una pregunta clave, y una con muchos misterios restantes, lo que hace que descubrimientos como este sean muy buscados.

También es una vista que solo el JWST puede lograr. Los astrónomos no sabían muy bien qué esperar; una imagen de esta galaxia tomada con el Hubble aparecería en blanco, ya que la luz de la galaxia se extiende hacia el infrarrojo por la expansión del universo.

10. Este mosaico gigante de Abell 2744

Una imagen del cúmulo de galaxias Abell 2744 creada al combinar muchas exposiciones JWST diferentes. En esta diminuta parte del cielo (una fracción de la Luna llena), casi todos los miles de objetos que se muestran son galaxias distantes. Crédito: Lukas Furtak (Universidad Ben-Gurion del Negev) a partir de imágenes de los equipos GLASS/UNCOVER

Esta imagen ( haga clic aquí para verla en su totalidad ) es un mosaico (muchas imágenes individuales unidas) centrado en el cúmulo de galaxias gigante Abell 2744, coloquialmente conocido como "cúmulo de Pandora". La gran cantidad y variedad de fuentes que el JWST puede detectar es alucinante; con la excepción de un puñado de estrellas en primer plano, cada punto de luz representa una galaxia entera.

En un trozo de cielo oscuro no más grande que una fracción de la luna llena, hay incontables miles de galaxias, lo que realmente trae a casa la escala del universo que habitamos. Tanto los astrónomos profesionales como los aficionados pueden pasar horas examinando esta imagen en busca de rarezas y misterios.

En los próximos años, la capacidad de JWST para mirar tan profundamente y tan atrás en el universo nos permitirá responder muchas preguntas sobre cómo llegamos a ser. Igual de emocionantes son los descubrimientos y las preguntas que aún no podemos prever. Cuando descorre el velo del tiempo como solo este nuevo telescopio puede hacerlo, estas incógnitas desconocidas seguramente serán fascinantes.

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