Mirar las estrellas es humano. Poder verlos en detalle tridimensional es casi divino. Visión divina es lo que el Telescopio Espacial James Webb ha otorgado a los científicos terrestres en una nueva imagen detallada en el infrarrojo cercano de Cassiopeia A (Cas A), un remanente estelar : las nubes de gas, polvo y otros materiales que quedan cuando una estrella muere.
Danny Milisavljevic, profesor asistente de física y astronomía en la Facultad de Ciencias de la Universidad de Purdue, estudia los restos de supernova y dirige un equipo de investigación del primer año en el JWST que examina Cas A.
"Pasé 17 años estudiando estrellas y sus explosiones titánicas. He usado docenas de telescopios, tanto terrestres como espaciales, cubriendo el espectro electromagnético desde rayos gamma hasta longitudes de onda de radio", dijo Milisavljevic. "Y, sin embargo, todavía no estaba preparado para los datos que Webb ha proporcionado. Estoy asombrado por su calidad y belleza".
Cassiopeia A es el remanente más joven conocido de una estrella masiva en explosión en nuestra galaxia, lo que lo convierte en una oportunidad única para aprender más sobre cómo ocurren tales supernovas. La luz de su explosión llegó por primera vez a la Tierra hace 340 años.
"Cas A representa nuestra mejor oportunidad para observar el campo de escombros de una estrella que explotó y realizar una especie de autopsia estelar para comprender qué tipo de estrella había allí de antemano y cómo explotó esa estrella", dijo Milisavljevic.
Las supernovas como la que formó Cas A son cruciales para la vida. Las estrellas crean una variedad de elementos, y las supernovas posteriores crean elementos adicionales, desde el calcio en nuestros huesos hasta el hierro en nuestra sangre, y los esparcen por el espacio interestelar, sembrando nuevas generaciones de estrellas y planetas.
"Al comprender el proceso de explosión de estrellas, estamos leyendo nuestra propia historia de origen", dijo Milisavljevic.
Mirando con nuevos ojos
Situado a unos 11.000 años luz de distancia, el remanente se encuentra en la sección del cielo que se considera de la constelación de Casiopea. Una disposición de cinco estrellas brillantes en una "W", Cas A es invisible para los ojos humanos desde la Tierra, pero ocupa el espacio que parece estar a la derecha del último trazo de la W.
Durante décadas, los científicos han estudiado Cas A. Examinar la estructura usando diferentes longitudes de onda les da a los astrónomos nuevos conocimientos sobre la anatomía de las estrellas, de la misma manera que las cámaras infrarrojas brindan a los humanos información diferente a las cámaras que ven solo en el espectro de luz visible.
La nueva imagen recopilada por el panal dorado de 18 espejos de JWST muestra un detalle increíble. En él, la luz del infrarrojo medio se ha traducido en luz visible, lo que permite a los científicos analizar detalles y estructuras. Grandes cortinas de material, sombreadas en rojo y naranja, representan el lugar donde el material de la estrella choca contra el gas y el polvo circunestelares. Entre esas franjas rosadas, estallidos de rosa muestran dónde brillan los elementos compuestos de la estrella, incluidos el oxígeno, el argón y el neón.
Para los investigadores, uno de los elementos más desconcertantes de la imagen es el gran lazo verde en el lado derecho de la imagen.
"Lo hemos apodado el Monstruo Verde, en honor al Fenway Park de Boston", dijo Milisavljevic. "Si miras de cerca, notarás que está picado con lo que parecen pequeñas burbujas. La forma y la complejidad son inesperadas y difíciles de entender".
Las imágenes de mayor resolución, en más longitudes de onda, especialmente en el infrarrojo, brindan a los astrónomos una visión más clara de las complejidades de la estructura. Al igual que levantar binoculares para ayudar a resolver los colores y patrones en el ala de un pájaro, cuantos más detalles tengan los científicos, más información podrán inferir y analizar.
"En comparación con las imágenes infrarrojas anteriores, vemos detalles increíbles a los que no habíamos podido acceder antes", dijo Tea Temim, coinvestigador del programa de la Universidad de Princeton.
Polvo al polvo
Contrariamente a la intuición, algunos de los asuntos más emocionantes de la imagen pueden parecer los más prosaicos: el polvo. Si bien la sustancia es irritante para las amas de casa, es intrigante para los astrónomos.
Cantidades masivas de polvo inundan incluso las galaxias muy jóvenes en el universo primitivo. Es difícil explicar los orígenes de este polvo sin dar crédito a las supernovas, que arrojan grandes cantidades de elementos pesados, los componentes básicos del polvo, a través del espacio.
Pero las supernovas también pueden destruir el polvo, y no está claro cuánto sobrevive al viaje al espacio interestelar. Al estudiar Cas A con JWST, los astrónomos esperan obtener una mejor comprensión de su contenido de polvo, lo que puede ayudar a informar nuestra comprensión de dónde se crean los componentes básicos de los planetas y de nosotros mismos.
"En Cas A, podemos resolver espacialmente las regiones que tienen diferentes composiciones de gases y observar qué tipos de polvo se formaron en esas regiones", dijo Temim.
Carl Sagan aseguró a la humanidad que estamos hechos de "materia estelar". El equipo de Milisavljevic y las observaciones de JWST están ayudando a los científicos a comprender ese proceso.
"Webb es un logro increíble", dijo Milisavljevic. "Me siento afortunado de estar entre los primeros científicos en probar su poder sin igual para explorar el universo. Voy a pasar el resto de mi carrera tratando de entender qué hay en este conjunto de datos".
Fuente: Universidad de Purdue
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