14 de Julio de 2022
Observación espacial

Las primeras imágenes del telescopio James Webb

Se han presentado cinco instantáneas del observatorio espacial, que muestran con un detalle sin precedentes galaxias del universo temprano, estrellas recién nacidas o a punto de morir, colisiones galácticas y la presencia de agua en la atmósfera de un exoplaneta.

Estos «acantilados cósmicos» constituyen una región de formación estelar en la nebulosa de Carina, que se encuentra a unos 2330 pársecs (7600 años luz) de distancia. El telescopio James Webb captó esta imagen con exquisito detalle, mostrando burbujas, cavidades y chorros protoestelares, formados por el viento interestelar, la intensa radiación y la acumulación de polvo de las estrellas recién nacidas. [NASA, ESA, CSA y STScI]

Nuestras vistas del universo son cada vez mejores. El pasado 12 de julio, el telescopio espacial James Webb, un instrumento de 10.000 millones de dólares, presentó cuatro nuevas imágenes científicas, entre las cuales hay estrellas recién nacidas que brillan a través de espectaculares «acantilados» de gas o galaxias que interactúan en una intrincada danza cósmica. Un día antes, los astrónomos ya se habían maravillado con la primera instantánea del observatorio, una increíble inmersión en el universo lejano.

La primera instantánea del telescopio James Webb es una imagen de campo profundo, que muestra el aspecto que tenía el cúmulo de galaxias SMACS 0723 hace 4600 millones de años. Ese cúmulo actúa como una lente gravitatoria y nos permite observar galaxias mucho más distantes, que no habíamos visto nunca hasta la fecha. [<a href="https://www.esa.int/ESA_Multimedia/Sets/Webb_First_Images/(result_type)/images">NASA, ESA, CSA y STScI</a>]

El telescopio James Webb observa el cosmos en longitudes de onda infrarrojas, lo que le confiere una visión diferente a la de muchos otros observatorios, como el telescopio espacial Hubble. El espejo del Webb, con un diámetro de 6,5 metros, es el más grande jamás lanzado al espacio. Gracias a este gran espejo y a su capacidad de detección en el infrarrojo, el observatorio puede ofrecer imágenes sin precedentes de muchos fenómenos astronómicos.

Eso incluye las estrellas de las galaxias que conforman el Quinteto de Stephan, situado a 90 millones de pársecs (unos 290 millones de años luz) de distancia, en la constelación de Pegaso, así como las ondas de choque producidas por las colisiones entre esas galaxias. Las imágenes que ha obtenido el telescopio Webb revelan millones de estrellas jóvenes que se forman a medida que chocan el gas y el polvo, así como las amplias colas que deja una de las galaxias, NGC 7318B, al atravesar el conjunto. La instantánea «muestra el tipo de interacción que impulsa la evolución de las galaxias», afirma Giovanna Giardino, astrónoma de la Agencia Espacial Europea (ESA).

El Quinteto de Stephan es un grupo de cinco galaxias, cuatro de las cuales (<em>las que aparecen en una misma «columna» en el centro de la imagen</em>) están a unos 90 millones de pársecs, o 290 millones de años luz, de la Tierra (la galaxia situada más a la izquierda está más cerca, a 40 millones de años luz). La galaxia de más arriba, NGC 7319, alberga un agujero negro supermasivo que atrae el material estelar de sus alrededores. [<a href="https://www.esa.int/ESA_Multimedia/Images/2022/07/Stephan_s_Quintet_NIRCam_and_MIRI_imaging">NASA, ESA, CSA y STScI</a>]

Y eso no es todo. «Para mí, lo sorprendente [de la imagen] del Quinteto de Stephan es la cantidad de galaxias que hay al fondo», subraya Jane Rigby, científica responsable de las operaciones del telescopio Webb en el Centro de Vuelos Espaciales Goddard de la NASA.

Otro proceso cósmico aparece reflejado en una nueva fotografía de la nebulosa de Carina (la imagen que abre esta noticia), una región de formación estelar ubicada a unos 2330 pársecs, o 7600 años luz. Las grandes estrellas calientes situadas en el centro de la nebulosa la bombardean con radiación, lo cual genera una cavidad gaseosa, rodeada de espectaculares picos y valles que se han bautizado como «acantilados cósmicos». Las capacidades infrarrojas del Webb le permitieron mirar a través del polvo que suele ocultar esta vista a otros telescopios. El observatorio también reveló puntitos brillantes de luz en la nebulosa, que corresponden a estrellas recién nacidas. «Están pasando tantas cosas en esta imagen... es preciosa», se admira Amber Straughn, astrofísica del Centro Goddard.

La nebulosa del Anillo Sur, una brillante cáscara de gas y polvo expulsada por una estrella cerca del final de su vida, se halla en el extremo opuesto del ciclo de vida estelar. Situada a unos 770 pársecs (2500 años luz) de distancia, en la constelación de Vela, la nebulosa muestra anillos de material, cada uno expulsado durante un determinado episodio de la muerte de la estrella. «Vemos lo que le pasó a la estrella justo antes de crear esta nebulosa planetaria», explica Klaus Pontoppidan, científico del proyecto Webb en el Instituto de Ciencia del Telescopio Espacial. «Lo encuentro fascinante porque son como capas geológicas que nos permiten ver la historia de sus últimos momentos.»

La nebulosa del Anillo Sur, situada a unos 770 pársecs (2500 años luz), está formada por un par de estrellas, una de las cuales se encuentra al final de su vida y desprende polvo y gas. Webb captó imágenes de esta nebulosa con dos de sus aparatos: la cámara del infrarrojo cercano (<em>izquierda</em>) y el instrumento del infrarrojo medio (<em>derecha</em>). Este último ha revelado por primera vez la segunda estrella de la pareja rodeada de polvo. [<a href="https://www.esa.int/Science_Exploration/Space_Science/Webb/Webb_captures_dying_star_s_final_performance_in_fine_detail">NASA, ESA, CSA y STScI</a>]

La alta resolución del telescopio Webb le permitió captar detalles sutiles de esas capas, así como revelar una segunda estrella que orbita alrededor de la principal. Juntas, esas estrellas iluminan la nebulosa circundante, como cuando el Sol brilla a través de las nubes.

De entre las imágenes publicadas por la NASA, puede que la menos llamativa, pero la más interesante desde un punto de vista científico, sea el espectro (un análisis químico) de la atmósfera de un planeta lejano conocido como WASP-96b. Este planeta tiene más o menos la mitad del tamaño de Júpiter, pero completa una vuelta alrededor de su estrella en tan solo 3,5 días, lo que significa que su superficie es extremadamente caliente. Webb observó el planeta mientras transitaba por delante de su estrella, de modo que la luz de esta atravesó la atmósfera del planeta y permitió que los científicos analizaran su composición. Así, detectaron la presencia de agua en la atmósfera de WASP-96b, lo que sugiere que es un lugar realmente abrasador.

El telescopio Webb captó este espectro de la atmósfera del exoplaneta WASP-96b, un gigante gaseoso caliente, con varios picos característicos que delatan la presencia de agua. A partir del espectro, los investigadores han calculado que la temperatura de la atmósfera es de 725 grados Celsius. [<a href="https://www.esa.int/ESA_Multimedia/Sets/Webb_First_Images/(result_type)/images">NASA, ESA, CSA y STScI</a>]

El espectro es «simplemente espectacular», valora Christopher Evans, científico del proyecto Webb en la ESA. «Los científicos llevan años intentando hacer [espectroscopía] desde la superficie de la Tierra... y, de repente, ahí lo tenemos, y es solo el primer intento.»

Es el primero de los muchos espectros de exoplanetas que obtendrá el telescopio Webb, en un campo de investigación que ni siquiera existía cuando se concibió el telescopio, antes de que conociéramos ningún mundo más allá del sistema solar. Sin embargo, los exoplanetas prometen ser una de las principales áreas de descubrimiento del observatorio. El estudio de los espectros de esos cuerpos planetarios quizá revele hasta qué punto podrían ser aptos para la vida. «Podemos usar esta herramienta para ver algo, porque la gente quiere saber cuándo vamos a descubrir otra Tierra», señala John Mather, científico principal del proyecto Webb en el Centro Goddard.

Los cuatro instrumentos del telescopio ya se encuentran totalmente operativos y han comenzado a tomar datos científicos. Los astrónomos están encantados de contar con este nuevo y potente observatorio, que promete brindar descubrimientos sobre una amplia gama de fenómenos astronómicos. «Tenemos este enorme laboratorio para aprender sobre diferentes aspectos y áreas del universo», se alegra Hannah Wakeford, astrónoma de la Universidad de Bristol.

El telescopio James Webb es una colaboración entre la NASA, la ESA y la Agencia Espacial Canadiense. Se lanzó en diciembre, tras más de dos decenios de desarrollo, y observa el universo desde un punto del espacio situado al otro lado de la Luna, a 1,5 millones de kilómetros de nuestro planeta.

Alexandra Witze

Artículo traducido y adaptado por Investigación y Ciencia con permiso de Nature Research Group.

Más información en español en el sitio web de la ESA.

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