Por Troy Oakes
No es exagerado decir que el telescopio espacial James Webb (JWST) representa una nueva era para la astronomía moderna.
Lanzado el 25 de diciembre de 2022 y plenamente operativo desde julio, el telescopio ofrece atisbos del universo que antes nos resultaban inaccesibles. Al igual que el telescopio espacial Hubble, el telescopio Webb se encuentra en el espacio, por lo que puede tomar imágenes con un detalle asombroso, libres de las distorsiones de la atmósfera terrestre.
Sin embargo, mientras que el Hubble está en órbita alrededor de la Tierra a 540 km de altitud, el telescopio Webb se encuentra a 1,5 millones de kilómetros de distancia, mucho más allá de la Luna.
Desde esta posición, lejos de las interferencias del calor reflejado por nuestro planeta, puede captar la luz de todo el universo hasta la parte infrarroja del espectro electromagnético. Esta capacidad, combinada con el mayor espejo del telescopio Webb, sus detectores de última generación y muchos otros avances tecnológicos, permite a los astrónomos remontarse a las épocas más remotas del universo.
A medida que el universo se expande, aumenta la longitud de onda de la luz que viaja hacia nosotros, haciendo que los objetos más lejanos parezcan más rojos. A distancias suficientemente grandes, la luz de una galaxia se desplaza completamente de la parte visible del espectro electromagnético al infrarrojo.
El telescopio Webb es capaz de sondear estas fuentes de luz desde los tiempos más remotos, hace casi 14.000 millones de años. El telescopio Hubble sigue siendo un gran instrumento científico y puede ver en longitudes de onda ópticas donde el telescopio Webb no puede. Pero el telescopio Webb puede ver mucho más lejos, en el infrarrojo, con mayor sensibilidad y nitidez.
10 imágenes del asombroso poder de esta nueva ventana al universo
1. Alineación de espejos finalizada
A pesar de los años de pruebas en tierra, un observatorio tan complejo como el telescopio Webb requería una configuración y unas pruebas exhaustivas una vez desplegado en el frío y la oscuridad del espacio.
Una de las mayores tareas fue conseguir desplegar y alinear los 18 segmentos hexagonales del espejo con una precisión de una fracción de longitud de onda de luz. En marzo, la NASA publicó la primera imagen (centrada en una estrella) del espejo totalmente alineado. Aunque sólo se trataba de una imagen de calibración, los astrónomos la compararon inmediatamente con las imágenes existentes de esa parte del cielo, con gran entusiasmo.
2. Spitzer frente a MIRI
Esta primera imagen, tomada mientras se enfocaban todas las cámaras, demuestra claramente el cambio en la calidad de los datos que aporta el telescopio Webb con respecto a sus predecesores.
A la izquierda, una imagen del telescopio Spitzer, un observatorio infrarrojo espacial con un espejo de 85 cm; a la derecha, el mismo campo desde la cámara MIRI de infrarrojo medio y el espejo de 6,5 m del telescopio Webb. Aquí se aprecia 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 de cúmulo de galaxias
El cúmulo de galaxias con el prosaico nombre de SMACS J0723.3-7327 fue una buena elección para las primeras imágenes en color difundidas al público desde el telescopio Webb.
El campo está repleto de galaxias de todas las formas y colores. La masa combinada de este enorme cúmulo de galaxias, situado a más de 4.000 millones de años luz de distancia, curva el espacio de tal manera que la luz procedente de fuentes lejanas en el fondo se estira y magnifica, un efecto conocido como lente gravitacional.
Estas galaxias de fondo distorsionadas pueden verse 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 en infrarrojo cercano del telescopio Webb (derecha) revela una gran cantidad de detalles adicionales, incluyendo cientos de galaxias distantes demasiado débiles o demasiado rojas para ser detectadas por su predecesor.
4. El Quinteto de Stephan
Estas imágenes muestran un espectacular grupo de galaxias conocido como Quinteto de Stephan, que desde hace tiempo interesa a los astrónomos que estudian la forma en que las galaxias en colisión interactúan gravitatoriamente entre sí.
A la izquierda, vemos la vista del Hubble, y a la derecha, la vista en infrarrojo medio del telescopio Webb. El recuadro muestra la potencia del nuevo telescopio, con un zoom sobre una pequeña galaxia de fondo.
En la imagen del Hubble vemos algunas regiones brillantes de formación estelar, pero sólo con el telescopio Webb se revela la estructura completa de ésta y de las galaxias circundantes.
5. Pilares de la creación
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 estelar en la nebulosa del Águila, donde el gas y el polvo interestelares constituyen el telón de fondo de una guardería estelar rebosante de nuevas estrellas.
La imagen de la derecha, tomada con la cámara de infrarrojo cercano (NIRCam) del telescopio Webb, muestra otra ventaja de la astronomía infrarroja: la capacidad de mirar a través de la capa de polvo y ver lo que hay dentro y detrás.
6. La protoestrella Reloj de Arena
Esta imagen muestra otro acto de creación galáctica dentro de la Vía Láctea. Esta estructura en forma de reloj de arena es una nube de polvo y gas que rodea una estrella en formación, una protoestrella llamada L1527.
Esta formación es sólo visible en el infrarrojo, un «disco de acreción» de material que cae en su interior (la banda negra del centro) y permitirá finalmente a la protoestrella reunir suficiente masa para empezar a fusionar hidrógeno, y nacerá una nueva estrella.
Mientras tanto, la luz de la estrella en formación ilumina el gas situado por encima y por debajo del disco, dando lugar a la forma de reloj de arena. Nuestra anterior visión de esto procedía de Spitzer; la cantidad de detalles es, una vez más, un enorme salto adelante.
7. Júpiter en el infrarrojo
La misión del telescopio Webb incluye la obtención de imágenes de las galaxias más lejanas del principio del universo, pero también puede mirar un poco más cerca de casa.
Aunque el telescopio Webb no puede observar la Tierra ni los planetas del Sistema Solar interior -ya que siempre debe mirar en dirección opuesta al Sol-, sí puede mirar hacia las partes más distantes de nuestro Sistema Solar.
Esta imagen de Júpiter en el infrarrojo cercano es un bello ejemplo, ya que nos permite observar en profundidad la estructura de las nubes y tormentas del gigante gaseoso. El resplandor de las auroras en los polos norte y 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 seguir muy bien objetivos astronómicos difíciles.
8. La Galaxia Fantasma
Estas imágenes de la llamada Galaxia Fantasma o M74 revelan el poder del telescopio Webb no sólo como el último y mejor de los instrumentos astronómicos, sino como un valioso complemento de otras grandes herramientas.
El panel central combina la luz visible del Hubble con la infrarroja del Webb, lo que nos permite ver cómo la luz de las estrellas (a través del Hubble) y el gas y el polvo (a través del telescopio Webb) dan forma a esta extraordinaria galaxia.
Gran parte de la ciencia del telescopio Webb está diseñada para combinarse con las vistas ópticas del Hubble y otras imágenes para aprovechar este principio.
9.Una galaxia superdistante
Aunque esta galaxia -la pequeña mancha roja de la imagen de la derecha- no es una de las más espectaculares de nuestro Universo, es igual de interesante desde el punto de vista científico.
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 formaron. Entender cómo crecen y se fusionan estas galaxias para crear otras como la Vía Láctea, 13.000 millones de años después, es una cuestión clave que aún encierra muchos misterios, por lo que descubrimientos como éste son muy codiciados.
También es una vista que sólo el telescopio Webb 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 estira mucho hacia el infrarrojo por la expansión del universo.
10. Gigantesco mosaico de Abell 2744
Esta imagen (haga clic aquí para verla completa) es un mosaico (muchas imágenes individuales unidas) centrado en el gigantesco cúmulo de galaxias Abell 2744, coloquialmente conocido como «Cúmulo de Pandora».
La cantidad y variedad de fuentes que puede detectar el telescopio Webb es alucinante; con la excepción de un puñado de estrellas en primer plano, cada punto de luz representa una galaxia entera.
En una porción de cielo oscuro no mayor que una fracción de la Luna llena hay miles de galaxias, lo que pone de manifiesto la magnitud del universo que habitamos. Tanto los astrónomos profesionales como los aficionados pueden pasarse horas examinando esta imagen en busca de rarezas y misterios.
En los próximos años, la capacidad del telescopio Webb para observar el Universo desde tan lejos y a tanta profundidad nos permitirá responder a muchas preguntas sobre nuestro origen. Pero igual de emocionantes son los descubrimientos y las preguntas que aún no podemos prever.
Cuando se descorre el velo del tiempo como sólo este nuevo telescopio puede hacerlo, estas incógnitas desconocidas resultan sin duda fascinantes.
Este artículo ha sido republicado de The Conversation bajo una licencia Creative Commons.
