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Conociendo una nueva era de la astronomía con la Dra. Amaya Moro, científica del telescopio James Webb.

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A solo siete meses de su lanzamiento, el telescopio espacial James Webb inicia sus operaciones científicas mostrando sus primeras imágenes a todo color de cinco objetos cósmicos: su primer campo profundo o Webb’s First Deep Field; el primer espectro de un exoplaneta; la nebulosa del Anillo Sur; el Quinteto de Stephan y la nebulosa de Carina.

Webb, lanzado en diciembre de 2021 por la NASA y una gran colaboración internacional, donde destaca la Agencia Espacial Europea (ESA), representa la próxima generación de grandes observatorios espaciales.

Pero, exactamente, ¿qué vemos en las imágenes y por qué es importante este hito? Sobre eso, conversamos con la Dra. Amaya Moro-Martín, astrónoma del Instituto de Ciencias del Telescopio Espacial (STSci) en Baltimore, Estados Unidos.

El STSci es el centro de operaciones del telescopio Hubble, ahora, del telescopio Webb y el futuro telescopio Nancy Grace Roman, previsto para 2027.

Webb’s First Deep Field

Es el primer campo profundo capturado por el Webb y la primera imagen en ser presentada por el presidente estadounidense Joe Biden, en un evento previo a la fecha oficial el 12 de julio.

También se trata de la imagen “más profunda y nítida” del universo primitivo; muestra el cúmulo de galaxias SMACS 0723, capturado con la cámara de infrarrojo cercano NIRCam, como lucía hace 4,600 millones de años.

“Eso es lo más impactante porque en cualquier sitio de esa imagen, donde te fijes, hay muchísimas galaxias que se ven con una resolución espacial que nos permite ver cómo eran esas galaxias que se formaron en el universo más joven. Algunas de esas galaxias probablemente sean las más antiguas que podemos ver”, explica Moro-Martín a Efecto Cocuyo a través de Zoom.

La astrónoma destaca que lo más extraordinario del Webb’s First Deep Field es que “no solo nos permite ver cómo cambió la morfología de las galaxias a medida que fueron evolucionando, sino que podemos analizar la luz que viene de esas galaxias y ver de qué están hechas; porque estas galaxias están formando estrellas que a su vez han ido formando los átomos de los que estamos hechos, como el carbono y el oxígeno, así que podemos ver cómo el universo se ha enriquecido con estos átomos que nos constituyen”.

Ese campo profundo es una imagen compuesta por imágenes en diferentes longitudes de onda, acumulando unas 12,5 horas de exposición y mayor profundidad en longitudes de onda infrarroja, en comparación con los campos profundos del Hubble, cuyo montaje llevaba alrededor de una semana.

Hay nubes en el exoplaneta Wasp-96 b

Por primera vez, el telescopio Webb ha captado la firma distintiva del agua, junto con evidencia de nubes y bruma en la atmósfera del exoplaneta Wasp-96b, un planeta gigante de gas caliente e hinchado que orbita una estrella similar al Sol, a unos 1.150 años luz.

“Podemos ver señales de la presencia de vapor de agua, nubes; esto realmente nos da como un aperitivo de lo que vamos a ver en el futuro, porque el telescopio Webb será absolutamente extraordinario en el estudio de exoplanetas”, detalla.

Nebulosa del Anillo Sur, una estrella moribunda cubierta por polvo y luz

NGC 3132 es una nebulosa ubicada a unos 2.500 años luz de distancia. Es conocida más como “nebulosa del Anillo Sur” y el Webb ha logrado captar su última imagen: nubes de gas y polvo expulsadas por estrellas moribundas.

“Es una estrella que está en el proceso de morirse; está pulsando, digamos, y está emitiendo como si fueran capas de cebolla desde la atmósfera de esa estrella. Va emitiendo, generando y también está rotando. Alrededor de otra estrella, en una imagen capturada con el instrumento Miri (instrumento de infrarrojo medio del telescopio), se ven dos estrellas. Entonces esto hace que esas capas que van emitiéndose tengan esas formas tan complejas”, describe la astrónoma.

El Quinteto de Stephan, de la destrucción a la formación

Es una agrupación visual de cinco galaxias, pero, aunque se llama “quinteto”, solo cuatro de las galaxias están realmente cerca entre sí y atrapadas en una “danza cósmica”: NGC 7320, a unos 40 millones de años luz de distancia de la Tierra; NGC 7317, NGC 7318A, NGC 7318B y NGC 7319, a unos 290 millones de años luz de distancia.

Hoy, Webb muestra detalles nunca antes vistos en el grupo de galaxias y, citando a la NASA, les da a los astrónomos un asiento en primera fila para ver fusiones e interacciones galácticas.

“Vemos galaxias interactuando unas con otras y cómo ese proceso de destrucción a la vez es un proceso de formación porque da lugar a la formación de nuevas estrellas. Esa banda de fuego, o que se ve como una banda de fuego, entre las galaxias que están colisionando, esas son estrellas en formación”, añade Moro-Martín.

Nebulosa de Carina, formando más estrellas

Una de las imágenes más impactantes hasta ahora. Muestra el borde de una joven región cercana de formación estelar, llamada NGC 3324 en la nebulosa de Carina, a unos 7.600 años luz de distancia.

Por primera vez fue capturada en infrarrojo por el Webb y ahora revela zonas de nacimiento de estrellas antes invisibles.

Para la Dra. Moro-Martín, “en esa imagen lo que estamos viendo es el amanecer de una nueva época en la astronomía, pero también un nuevo comienzo porque es una zona de formación estelar, una región donde se están formando estrellas y planetas. La imagen muestra muchísimo dinamismo a la vez que se forman esas estrellas y esos planetas; es una zona donde hay destrucción”.

Lo anterior se debe a que “las estrellas que se han formado y que están fuera de la imagen están erosionando esa nébula, entonces se ve como esa neblina que se está levantando al amanecer. La imagen es extraordinaria en ese sentido, porque estéticamente es muy bella y luego tiene una precisión, una resolución espacial tan alta, que se ven tantísimos detalles, como chorros que salen de estrellas en formación, pilares enormes donde se están formando estrellas”.

Infrarrojo o “ver a través del polvo”

Una de las diferencias del nuevo telescopio Webb, en comparación con el treintañero telescopio Hubble, es que puede trabajar observando en infrarrojo.

Con el Hubble, lanzado en 1990 y todavía operativo, solo es posible observar en el espectro visible y ultravioleta: el espectro visible es el tipo de luz que vemos con nuestros ojos y el ultravioleta es la parte del espectro que está más allá del violeta.

Ahora, el infrarrojo es, básicamente, lo que está más allá del rojo y que no podemos ver con nuestros ojos. De esta manera, es que Webb observa los objetos.

“El infrarrojo es muy importante porque en muchos procesos celestes hay mucho polvo, hay mucho gas y la luz visible no puede atravesar el polvo. Entonces para estudiar, por ejemplo, cómo se forman las estrellas, lo hacen en nubes de gas y polvo que luego colapsan y hacen cúmulos más densos, dentro se hacen unos discos y dentro de esos discos es que se forman las estrellas. Eso no es posible verlo con la luz visible, solo podemos verlo con infrarrojo”, detalla la experta.

Además del polvo, observar con infrarrojo es importante frente a la expansión del universo, pues los objetos, debido a esa expansión, “corren su luz” al espectro infrarrojo.

Las primeras imágenes del telescopio espacial James Webb https://t.co/AnCskRKj6y

— NASA en español (@NASA_es) July 13, 2022

“En el universo las galaxias están alejándose unas de otras. Como se está expandiendo, la luz que sale de esas galaxias está corrida al espectro infrarrojo. Entonces, ahí se pueden entender los procesos de formación de estrellas en estas galaxias, de qué están hechas. Es la primera vez que podemos detectar ese tipo de luz con el James Webb”.

En palabras de Moro-Martín, el hecho de que Webb opere en infrarrojo, gracias a la sensibilidad de su espejo de 6.5 metros cubierto de una finísima capa de oro, hace que haya todo un campo de nuevos descubrimientos que “nos va a ayudar no solo a contestar preguntas que tenemos ahora, sino también a hacer descubrimientos inesperados de donde van a surgir nuevas preguntas”.

— ¿En qué nos beneficia (a todos, investigadores o no) el telescopio Webb?

— En términos de conocimiento, va a ser extraordinario. Lo que hemos conseguido con el Hubble, por ejemplo, que es considerado como un “telescopio de la gente” porque sus imágenes han impactado a muchas personas, tiene muchísimo valor y es un gancho para acercar a los jóvenes a la astronomía y directamente a las carreras STEM. Desde el punto de vista humano, toca una fibra porque es sobre lo pequeño que somos en el universo, qué vemos en las imágenes, ¿estamos solos?, ¿cómo se creó el universo? Estas son preguntas que han acompañado a la humanidad durante milenios; entonces con la astronomía podemos acercarnos y atisbar un poco la respuesta a esas preguntas. Con el James Webb vamos a seguir en la estela del Hubble, en el sentido de que también será un telescopio de la gente; las nuevas imágenes van a formar parte de nuestro subconsciente. Además, la tecnología que se ha desarrollado para poner este telescopio en funcionamiento nos ayudará a poner telescopios aún más sofisticados dentro de unas décadas.

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Para descargar las imágenes en alta resolución y más material acerca del nuevo telescopio Webb, haga clic aquí.