Vista pancromática del cúmulo de galaxias MACS0416 generada combinando observaciones en infrarrojo del Telescopio Espacial James Webb de NASA/ESA/CSA con datos de luz visible del Telescopio Espacial Hubble de NASA/ESA.

10 Nov Webb y Hubble proporcionan la visión más completa del Universo

Publicado a las 18:06h en AstroNews por Fernando Neira Paz 0 Comentarios

El Telescopio Espacial James Webb de NASA/ESA/CSA y el Telescopio Espacial Hubble de NASA/ESA se han unido para estudiar un vasto cúmulo de galaxias conocido como MACS0416. La imagen pancromática resultante combina luz visible e infrarroja para crear una de las vistas más coloridas y completas del Universo jamás obtenida.

Ubicado a unos 4.300 millones de años luz de la Tierra, MACS0416 es un par de cúmulos de galaxias en colisión que con el tiempo terminarán fundiéndose para formar un cúmulo aún más grande.

Este cúmulo magnifica la luz de las galaxias de fondo más distantes por el efecto de lente gravitacional (la distorsión y amplificación de la luz de objetos distantes en segundo plano.). Como resultado, el equipo de investigación ha podido identificar supernovas e incluso estrellas individuales muy magnificadas.

Webb y Hubble: El poder combinado del IR y la luz visible

La imagen revela una gran cantidad de detalles que solo son posibles combinando el poder de ambos telescopios espaciales. Entre ellos, una gran cantidad de galaxias fuera del cúmulo y una serie de objetos que varían con el tiempo, probablemente debido al efecto de lente gravitacional.

Comparativa del cúmulo de galaxias MACS0416 visto por el Telescopio Espacial Hubble de NASA/ESA en luz óptica (imagen izquierda) y por el Telescopio Espacial James Webb de NASA/ESA/CSA en luz infrarroja (imagen derecha). Ambas imágenes muestran cientos de galaxias, sin embargo, la imagen de Webb muestra galaxias que son invisibles o apenas visibles en la imagen del Hubble. Esto se debe a que la visión infrarroja de Webb le permite detectar galaxias que para el Hubble son demasiado distantes o polvorientas para percibirlas. La luz de las galaxias distantes está desplazada al rojo debido a la expansión del Universo.

Este cúmulo fue el primero de una serie de vistas del Universo con una profundidad sin precedentes, realizadas por un ambicioso programa colaborativo del Hubble llamado Frontier Fields, inaugurado en 2014.

Hubble fue pionero en la búsqueda de algunas de las galaxias intrínsecamente más débiles y jóvenes jamás detectadas. La visión infrarroja de Webb refuerza significativamente esta visión profunda del Hubble, al permitirle adentrarse aún más en el Universo temprano.

Un código de colores

Para crear la imagen, las longitudes de onda de luz más cortas se han codificado en color azul, las longitudes de onda más largas en rojo y las longitudes de onda intermedias en verde. La amplia gama de longitudes de onda, de 0,4 a 5 micrones, produce un paisaje de galaxias particularmente vívido.

Estos colores dan pistas sobre las distancias de las galaxias: las galaxias más azules están relativamente cerca y a menudo muestran una intensa formación estelar y Hubble las detecta mejor, mientras que las galaxias más rojas tienden a ser más distantes y Webb las identifica más fácilmente.

Algunas galaxias aparecen en un color rojo intenso porque contienen grandes cantidades de polvo cósmico, que tiende a absorber los colores más azules de la luz estelar.

Catorce transitorios

Si bien las nuevas observaciones de Webb contribuyen a esta visión tan artística, en realidad se han tomado con un propósito científico específico.

Con el objetivo de buscar transitorios (objetos cuyo brillo varía con el tiempo), el equipo de investigación combinó sus tres períodos de observaciones, cada uno de ellos con semanas de diferencia, con un cuarto período del equipo de investigación CANUCS (CAnadian NIRISS Unbiased Cluster Survey).

Identificaron 14 de estos transitorios en todo el campo de visión. Doce de ellos estaban ubicados en tres galaxias muy magnificadas por el efecto de lente gravitacional, y es probable que se trate de estrellas individuales o sistemas múltiples que se vieron magnificados brevemente.

Los dos transitorios restantes se encuentran en galaxias en segundo plano con una magnificación más moderada y es probable que se trate de supernovas.

El hallazgo de tantos transitorios, con observaciones que abarcan un período de tiempo relativamente corto, sugiere que los astrónomos podrían encontrar muchos más transitorios en este grupo y otros similares mediante un monitoreo regular con Webb.

Entre los transitorios que identificó el equipo destaca uno en particular: Ubicado en una galaxia que existió unos 3 mil millones de años después del Big Bang, está magnificado por un factor de al menos 4.000.

Mothra, el monstruo estelar

El equipo apodó al sistema estelar Mothra, en un guiño a su «naturaleza monstruosa», al ser extremadamente brillante y estar extremadamente magnificado. Se suma a otra estrella magnificada por lente gravitacional que los investigadores identificaron previamente y a la que apodaron Godzilla.

Tanto Godzilla como Mothra son monstruos gigantes, conocidos como «kaiju» en el cine japonés.

Esta imagen del cúmulo de galaxias MACS0416 muestra una galaxia de fondo amplificada por el efecto de lente gravitacional, que existió unos 3 mil millones de años después del Big Bang. Esta galaxia contiene un objeto transitorio u objeto cuyo brillo observado varía con el tiempo, que el equipo científico apodó "Mothra", una estrella que está magnificada por un factor de al menos 4.000 veces. — Esta imagen del cúmulo de galaxias MACS0416 muestra una galaxia de fondo amplificada por el efecto de lente gravitacional, que existió unos 3 mil millones de años después del Big Bang. Esta galaxia contiene un objeto transitorio u objeto cuyo brillo observado varía con el tiempo, que el equipo científico apodó «Mothra», una estrella que está magnificada por un factor de al menos 4.000 veces.

Curiosamente, Mothra también era visible en las observaciones del Hubble que se realizaron nueve años antes. Esto es inusual, porque se necesita una alineación muy específica entre el cúmulo de galaxias en primer plano y la estrella de fondo para magnificar tanto una estrella. Los movimientos mutuos de la estrella y el cúmulo deberían haber eliminado finalmente esa alineación.

La explicación más probable es que hay un objeto adicional dentro del grupo de primer plano que está proporcionando más aumento. El equipo pudo limitar su masa a entre 10.000 y 1 millón de veces la masa de nuestro Sol.

Sin embargo, aunque aún se desconoce la naturaleza exacta de esta “millilente”, es posible que se trate de un cúmulo globular demasiado débil como para que Webb lo pueda observar directamente.