15 Jul Las primeras imágenes del James Webb

Después de 20 años desde que se inició el proyecto de construcción, por fin tenemos las primeras imágenes del James Webb y son aún más espectaculares de lo que nos imaginábamos

• SMACS 0723, un cúmulo galáctico a 4.600 millones de años luz que actúa como una lente gravitacional, mostrándonos galaxias de hace más de 13.000 millones de años luz, es decir, las primeras galaxias que se formaron tras el Big Bang.
• El espectro del exoplaneta gigante gaseoso WASP-96b, mostrándonos su composición atmosférica a 1.150 años luz de distancia de la Tierra.
• Un grupo de galaxias en colisión llamado el Quinteto de Stephan, interpretando entre ellas una danza cósmica de proporciones colosales.
• La nebulosa planetaria NGC 3132 o Nebulosa del Anillo del Sur, que muestra la explosión de una estrella.
• Una región de formación estelar llamada NGC 3324 en la Nebulosa Carina, que muestra en infrarrojo viveros estelares y estrellas que antes estaban completamente ocultas en luz visible.

Y lo más emocionante, es que es muy probable que el JWT termine mostrándonos nuevos objetos cósmicos que ningún científico había soñado jamás encontrar.

Veamos lo que nos muestra cada imagen:

SMACS 0723

Esta imagen muestra el cúmulo de galaxias SMACS 0723 hace 4.600 millones de años, es decir, de la época en la que se formó el sistema solar.

El campo de visión de esta imagen es aproximadamente del tamaño de un grano de arena sostenido con el brazo extendido. Una región oscura y aparentemente vacía, que en realidad está repleta de galaxias y es que miremos donde miremos, el universo está repleto de miles de millones de ellas.

En esta imagen todo son galaxias, menos los objetos más brillantes que vemos de color blanquecino con las estrías típicas de difracción producidas por la araña del espejo secundario del telescopio.

En el centro de la imagen se puede apreciar un cúmulo de galaxias, cuya enorme masa combinada actúa como una lente gravitatoria, doblando los rayos de luz y magnificando las galaxias más distantes situadas detrás del cúmulo, que en esta imagen aparecen distorsionadas en forma de arco y de un color amarillento anaranjado.

Las galaxias más lejanas radian en longitudes de onda del infrarrojo, ya que debido a la expansión del universo sus espectros muestran un desplazamiento hacia el rojo y por eso el JWT va equipado con una cámara de infrarrojos, la NIRCam, capaz de captar la luz de las primeras galaxias creadas desde el Big Bang.

Efectivamente y gracias al efecto de lente gravitacional, algunas de estas galaxias deformadas en arco datan de hace más de 13.000 millones de años, es decir, solo unos pocos cientos de miles de años desde el Big Bang.

Composición atmosférica de WASP-96b

Esta imagen muestra el espectro de la atmósfera de WASP-96 b, un exoplaneta del tipo gigante gaseoso ubicado a 1.150 años luz de distancia, con una masa inferior a la mitad de la de Júpiter, un diámetro 1,2 veces mayor y una temperatura superior a 500º C.

WASP-96 b orbita muy cerca de su estrella, a solo una novena parte de la distancia entre Mercurio y el Sol, por lo que un año en este exoplaneta dura solo 3,5 días terrestres, lo que unido a su gran volumen lo convierte en objetivo ideal para las primeras observaciones de espectro atmosférico.

La gráfica del espectro muestra la presencia de agua en su atmósfera y la evidencia de nubes y neblinas, nubes que se pensaba que no existían sobre la base de observaciones realizadas con anterioridad.

La gran ventaja del JWT es que por su ubicación orbital alrededor del Punto 2 de Lagrange, es capaz de realizar observaciones de tránsitos de exoplanetas de forma ininterrumpida, lo que no ocurre con el Hubble, que, al orbitar alrededor de la Tierra, tiene parte del cielo oculta por la misma.

Quinteto de Stephan

Esta imagen muestra al Quinteto de Stephan, un grupo de 5 galaxias de las que solo 4 (NGC 7317, NGC 7318A, NGC 7318B y NGC 7319) están realmente juntas e interaccionando entre ellas, a unos 290 millones de años luz de distancia.

La quinta galaxia del grupo, NGC 7320, que en la fotografía queda a la izquierda, se encuentra en realidad a 40 millones de años luz, mucho más cerca de nosotros que las 4 galaxias restantes, y aquí el JWT ha sido capaz de resolver estrellas individuales.

También y como plus, pueden apreciarse en la fotografía una inmensidad de galaxias en tercer plano, a semejanza de la fotografía de SMACS 0723.

Esta fotografía es la más grande realizada por el JWT y es un mosaico de unas mil fotografías tomadas por separado que cubre en el firmamento un área de aproximadamente una quinta parte del diámetro de la Luna y en ella se muestran cúmulos estelares formados por millones de estrellas jóvenes y regiones “starburst” de nacimiento de nuevas estrellas.

En la fotografía se aprecian enormes colas de barrido de gas, polvo y estrellas, que son literalmente arrancadas de las galaxias por las interacciones gravitatorias que se produce entre ellas, una especie de danza cósmica cuyo resultado final es una nueva galaxia.

Este tipo de interacciones entre galaxias fue mucho más común en el universo primitivo, bastante más denso que el actual y el JWT aportará información muy valiosa para entender cómo evolucionaron las primeras galaxias.

Nebulosa del anillo del sur

Esta imagen muestra a NGC 3132, una nebulosa planetaria conocida como la Nebulosa del Anillo del Sur, que se encuentra a 2.500 años luz de distancia.

Las nebulosas planetarias son los restos de la explosión de estrellas que han pasado por la fase de gigantes rojas, expulsando enormes cantidades de polvo y gas, para contraerse de nuevo y repetir este proceso varias veces, volviendo a expulsar nuevas capas de polvo y gas, hasta que se quedan sin combustible para reactivar la fusión nuclear y terminan convirtiéndose en enanas blancas, un proceso similar al que terminará experimentando nuestro sol.

Como en una cebolla, las capas más externas de la nebulosa planetaria son las más antiguas y las internas las más recientes. Este hecho, combinado con el entendimiento de qué moléculas están presentes en cada capa, ayudará a entender mejor el proceso de formación de las nebulosas planetarias.

Gracias a la cámara de infrarrojo NIRCam y su capacidad para ver a través del polvo estelar, se ha podido comprobar que en el centro de esta nebulosa no hay una estrella sino dos, es decir, que se trata de un sistema binario en el que las dos estrellas están girando una alrededor de la otra (fotografía de la derecha). En esta fotografía también se aprecian las nubes de hidrocarburos en un color azul pálido.

A medida que estas estrellas giran una alrededor de la otra, van revolviendo el gas y polvo a su alrededor, creando los patrones asimétricos de gas y polvo que se pueden observar en la nebulosa planetaria.

Estas capas de gas y polvo, expulsadas por la estrella moribunda, terminarán siendo dispersadas en el espacio y acabarán formando parte de alguna nebulosa en la que sirvan de combustible para la formación de nuevas estrellas o se incorporarán finalmente a la formación de planetas en forma de moléculas complejas de hidrocarburos, que quizás con el tiempo, puedan estar en el origen de la vida en otros planetas.

Curiosamente, la estrella más brillante de este sistema binario se encuentra en una etapa anterior de su evolución estelar y probablemente expulsará su propia nebulosa planetaria en el futuro.

Nebulosa Carina

Esta imagen muestra NGC 3324 en la Nebulosa Carina, una zona de intensa formación estelar también conocida como “los acantilados cósmicos” ubicada aproximadamente a 7.600 años luz de distancia.

Esta área de forma cóncava ha sido excavada en la nebulosa por la intensa radiación ultravioleta y los vientos estelares de las estrellas masivas jóvenes y calientes ubicadas en la parte superior de la imagen.

Vemos pilares de gas ionizado y polvo calientes, elevándose por encima del inmenso muro de gas, resistiendo esta radiación de las estrellas jóvenes, que empujan lentamente “ladera abajo” el gas y el polvo, favoreciendo la creación estelar, pero, por otro lado, este mismo proceso retira el gas y el polvo de las zonas de creación estelar impidiendo la formación de estrellas.

Este es un equilibrio muy delicado y el JWT abordará algunas de las grandes cuestiones aún pendientes de la astrofísica moderna para entender qué factores son determinantes en la cantidad de estrellas que se forman en una determinada región estelar.

Al JWT le quedan al menos 20 años de vida, quizás tengas la oportunidad de usarlo. ¿Para qué lo emplearías primero?

¿Para la búsqueda de biomarcadores en las atmósferas de exoplanetas?, ¿Para desvelar el misterio de la energía oscura?, ¿Para entender mejor los procesos de formación de estrellas y sistemas solares?. ¡Déjame tus comentarios!