Telescopio espacial James Webb ha tomado la foto más profunda del universo

En cuestión de días, los científicos publicarán una foto sin precedentes del universo, profundizando más que nunca en el cosmos y revelando algunas de las estrellas y galaxias más antiguas.

La imagen es una de las 10 a 20 fotos que saldrán del Telescopio Espacial James Webb, el observatorio preeminente en el cielo, el 12 de julio, confirmaron funcionarios de la NASA durante una conferencia de prensa el miércoles. Para los pocos científicos que han visto un adelanto, las nuevas instantáneas han inspirado profundas experiencias existenciales y han dejado a algunos al borde de las lágrimas, dijeron.

“Es un momento emotivo cuando ves que la naturaleza revela repentinamente algunos de sus secretos”, dijo Thomas Zurbuchen, administrador asociado de misiones científicas de la NASA. “No es una imagen. Es una nueva visión del mundo”.

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El telescopio se lanzó desde la Tierra hace unos seis meses, en la mañana de Navidad, y ahora está orbitando el sol a casi 1 millón de millas de distancia. La subadministradora de la NASA, Pam Melroy, exastronauta, dijo esta semana que el equipo espera que el telescopio funcione durante mucho tiempo: tiene suficiente combustible a bordo para apoyar la investigación durante los próximos 20 años.

Las imágenes de prueba de alineación del telescopio ya han demostrado la nitidez y claridad inigualables del telescopio infrarrojo. Pero estas próximas imágenes serán las primeras a todo color y también demostrarán las capacidades científicas de Webb.

Las imágenes y los datos científicos se darán a conocer durante un evento retransmitido a partir de las 10:30 a. m. ET el 12 de julio del Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Maryland. El público puede ver cobertura en vivo en NASA TV y en el sitio web de la agencia.

Tomar fotografías con esta compleja máquina, equipada con cuatro instrumentos científicos, no es como apuntar un teléfono inteligente al cielo y hacer clic. Se necesitan un par de semanas de procesamiento de montones de datos para que surja una imagen final.

“Cuando obtienes los datos, no se parecen en nada a una hermosa imagen en color. Apenas se parecen a nada”, dijo el astrónomo Klaus Pontoppidan, científico del proyecto Webb en el Instituto de Ciencias del Telescopio Espacial. “Solo cuando sabes, como experto, qué buscar, puedes apreciarlos”.

Los funcionarios de la NASA también dijeron que presentarán el primer estudio de la atmósfera del telescopio de un planeta fuera de este sistema solar, en lo que se conoce como un espectro de exoplanetas. Los datos de luz proporcionan a los astrónomos información detallada sobre qué tipo de moléculas existen en una atmósfera.

Webb, una colaboración de la NASA, la Agencia Espacial Europea y la Agencia Espacial Canadiense, observará algunas de las luces más antiguas y tenues del universo. El poderoso telescopio estudiará un período de menos de 300 millones de años después del Big Bang, cuando nacieron muchas de las primeras estrellas y galaxias. Los científicos también lo usarán para observar las atmósferas de otros mundos. Los descubrimientos de agua y metano, por ejemplo, los principales ingredientes de la vida, podrían ser signos de habitabilidad potencial o actividad biológica.

Los astrónomos anticipan que Webb iniciará una era dorada en nuestra comprensión del universo. Esta primera cosecha de objetivos de imágenes cósmicas se seleccionó para mostrar el telescopio en todo su potencial sin socavar algunas de las observaciones planificadas programadas para más adelante en el año.

Pero la NASA permanece callada sobre qué más está por venir. Esto es lo que sabemos hasta ahora.

Si la foto de Webb va a ir más allá de lo que los humanos han visto antes, debe superar la encuesta de campo ultraprofundo del telescopio espacial Hubble.
Crédito: NASA/Telescopio Espacial Hubble

¿Qué quieren decir con la foto “más profunda” todavía?

Si la foto de Webb va a ir más allá de lo que los humanos han visto antes, debe superar la encuesta de Campo Ultra Profundo del Telescopio Espacial Hubble, capturada hace unos 20 años. La famosa y amplia imagen muestra casi 10.000 galaxias de diferentes edades, tamaños, formas y colores.

En astronomía, mirar más lejos se traduce en observar el pasado porque la luz y otras formas de radiación tardan más en llegar hasta nosotros. En el campo profundo de Hubble, las galaxias visibles más antiguas se remontan a los primeros 800 millones de años después del Big Bang. Ese es un período increíblemente temprano en relación con la edad estimada del universo de 13,8 años. mil millones años.

Pero Webb fue construido para ver un período aún anterior, utilizando un espejo primario mucho más grande que el Hubble (21 pies de diámetro frente a poco menos de 8 pies) y detectando luz invisible en longitudes de onda infrarrojas. En resumen, una gran cantidad de polvo y gas en el espacio oscurece la vista de fuentes de luz extremadamente distantes e inherentemente tenues, pero las ondas infrarrojas pueden penetrar a través de las nubes. Un científico de Webb dijo que el telescopio es tan sensible que podría detectar el calor de un abejorro en la luna.

“El objetivo inicial de esta misión era ver las primeras estrellas y galaxias”, dijo Eric Smith, científico del programa de Webb, “no la primera luz del universo, sino ver cómo el universo enciende las luces por primera vez”.

Exoplaneta en tránsito

Cuando los exoplanetas cruzan frente a su estrella anfitriona, la luz de la estrella se filtra a través de esa atmósfera.
Crédito: ESA, NASA, M. Kornmesser (ESA/Hubble) y STScI

¿Qué nos dirá este “espectro de exoplanetas”?

El equipo de Webb presentará el primer espectro de exoplanetas del telescopio, un estudio de la luz que pasa a través de la atmósfera de un planeta, revelando qué moléculas hay en ella.

Los astrónomos han encontrado alrededor de 5.000 exoplanetas, mundos que orbitan estrellas distintas al sol, pero estadísticamente hablando, debería haber exponencialmente más. El universo podría tener quizás más de 100 mil millones de galaxias, cada una con cientos de miles de millones de estrellas, según The Planetary Society. Si la mayoría de las estrellas tienen uno o más planetas a su alrededor, podría haber del orden de “billones de trillones” de exoplanetas.

Los científicos pueden usar Webb para estudiar las atmósferas de los planetas. Cuando los exoplanetas cruzan frente a su estrella anfitriona, la luz de la estrella se filtra a través de esa atmósfera. Las moléculas dentro de la atmósfera absorben ciertas longitudes de onda de luz o colores, por lo que al dividir la luz de la estrella en sus partes básicas, un arco iris, los astrónomos pueden detectar qué segmentos de luz faltan para discernir la composición molecular de una atmósfera.

“Es un momento emotivo cuando ves que la naturaleza de repente libera algunos de sus secretos”.

Saber qué hay en la atmósfera de otro planeta es significativo, dicen los científicos. La composición de la atmósfera de la Tierra cambió, por ejemplo, cuando surgió la vida en el planeta, revelando dióxido de carbono y nitrógeno. Los investigadores piensan que al estudiar las atmósferas, pueden determinar si otros planetas podrían albergar o ser hospitalarios para la vida.

Aunque los investigadores no han divulgado qué exoplaneta estudiaron, es probable que no sea un mundo rocoso como la Tierra. Los exoplanetas gigantes gaseosos, de composición similar a Júpiter, son más fáciles de analizar, por lo que los astrónomos probablemente apuntaron primero a uno de ellos.

El planeta Júpiter

Algunas de las observaciones del telescopio espacial James Webb se centrarán en objetos del sistema solar, como Júpiter y sus lunas.
Crédito: NASA, ESA y el equipo Hubble SM4 ERO a través de Getty Images

¿Alguna de las fotos está dentro del sistema solar?

Aún no está claro si la primera publicación de fotos de Webb incluirá imágenes de planetas vecinos u objetos espaciales.

Se espera que las primeras imágenes resalten los temas científicos que inspiraron la misión: información sobre el universo primitivo, la evolución de las galaxias a lo largo del tiempo, la vida y muerte de las estrellas y las características de otros mundos.

Para el 12 de julio, el equipo de Webb habrá realizado 120 horas de observaciones, recopilando cinco días de datos científicos. Cinco días después, es probable que hayan duplicado esa producción, dijo Jonathan Gardner, científico senior adjunto del proyecto de Webb.

“Si no vemos nada dentro de nuestro sistema solar el 12 de julio, ciertamente veremos los planetas muy pronto”.

“Hay un ‘programa científico de lanzamiento anticipado’ que se concentra en Júpiter, las lunas de Júpiter y el sistema joviano”, dijo Gardner, “así que si no vemos nada dentro de nuestro sistema solar el 12 de julio, ciertamente veremos los planetas”. muy pronto.”

Ese programa, desarrollado por el Instituto de Ciencias del Telescopio Espacial y el comité asesor de Webb, se centrará en proporcionar una gran cantidad de datos iniciales a los científicos para que puedan conocer las capacidades del telescopio y redactar mejores propuestas de investigación. Este período cubrirá los primeros cinco meses de funcionamiento del observatorio.

¿Cuáles son otros posibles sujetos de imagen para el telescopio Webb?

Aunque no está claro qué otras imágenes “asombrosas” estarán entre esa primera publicación fotográfica, el equipo de Webb ha proporcionado algunas pistas sobre su agenda en función de cómo han dividido el tiempo del observatorio para el trabajo científico.

La mayor parte del tiempo, aproximadamente un tercio del programa, se dedicará a estudiar las galaxias y el gas y el polvo que existe entre ellas. El resto de las prioridades:

  • 25% exoplanetas y sus orígenes

  • 20% ciclos de vida de las estrellas, centrándose en cómo nacen y cómo mueren

  • 10% galaxias con agujeros negros supermasivos en el centro, como la Vía Láctea

  • 5% dedicado a otros planetas y cometas dentro del sistema solar de la Tierra

  • 5% o más dedicado a la cosmología y la expansión del universo

Es justo decir que muchas, si no todas, las imágenes que se incluirán en el lanzamiento se denominarán “primicias” en astronomía.

“Con este telescopio”, dijo Zurbuchen, “es realmente difícil no batir récords”.

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