James Webb abre una nueva era en imágenes

Nébuleuse de la Carène James Webb

El telescopio espacial James Webb está trabajando y sus primeras imágenes y análisis espectrales han sido revelados a nivel mundial.

Toda la comunidad científica internacional está ilusionada. Ha sido una larga espera, con el lanzamiento aplazado durante ocho años, pero por fin están aquí las primeras imágenes «científicas» captadas por los instrumentos del telescopio espacial James Webb, y revelan una riqueza de detalles que no se veía desde hace casi 30 años, cuando su predecesor, el telescopio espacial Hubble, habiendo corregido su visión, comenzó su larga carrera de descubrimientos.

La NASA, la Agencia Espacial Europea (ESA), la Agencia Espacial Canadiense y el Space Telescope Science Institute nos prometieron cinco imágenes, pero hay más, ya que cuatro de las cinco vistas fueron, de hecho, observadas por cada uno de ellos por varios instrumentos, revelando las increíbles capacidades del nuevo observatorio astronómico.

Galaxias lejanas

La imagen del fondo lejano que rodea al cúmulo de galaxias SMACS 0723, desvelada ayer por la Casa Blanca, sólo le llevó al James Webb un día de observación, mientras que al Hubble le habría llevado semanas conseguir el mismo resultado. Se pueden observar efectos de lente gravitacional, ya que la masa del cúmulo desvía la luz de las galaxias que se encuentran detrás, haciéndolas aparecer como manchas curvas.

El cúmulo de galaxias SPACS 0723 visto por los instrumentos MIRI (izquierda) y NIRCam (derecha) del telescopio espacial James Webb.

El cúmulo de galaxias SPACS 0723 visto por los instrumentos MIRI (izquierda) y NIRCam (derecha) del telescopio espacial James Webb.

Lo que Joe Biden no nos mostró es que se ha observado este mismo fondo en dos rangos infrarrojos: el infrarrojo medio por el instrumento euroamericano MIRI (Mid InfraRed Instrument) y el infrarrojo cercano por el instrumento estadounidense NIRCam (Near-InfraRed Camera).

Otra vista asombrosa es la del Quinteto de Esteban, en la constelación de Pegaso. De hecho, cuatro de estas galaxias, que interactúan y se distorsionan mutuamente por efecto de las mareas, están situadas a unos 340 millones de años luz de nuestra Vía Láctea, mientras que la quinta, diez veces más cercana, sólo está asociada a ellas por azar de la perspectiva.

La primera imagen, en el infrarrojo cercano y medio, es un mosaico de un total más de 150 megapíxeles de imágenes, y la estructura interna de estas galaxias se revela con un detalle sin precedentes.

Mosaico de imágenes en el infrarrojo cercano y medio del Quinteto de Stephan visto por el James Webb.

Mosaico de imágenes en el infrarrojo cercano y medio del Quinteto de Stephan visto por el James Webb.

Un segundo mosaico, basado únicamente en las vistas del infrarrojo medio de MIRI, proporciona una visión aún mejor de las estructuras internas de estas galaxias a través de las nubes de polvo.

El Quinteto de Stephan en el infrarrojo medio visto por el instrumento James Webb MIRI.

El Quinteto de Stephan en el infrarrojo medio visto por el instrumento James Webb MIRI.

Nebulosas y viveros de estrellas

Más cerca de nosotros, el James Webb ha vuelto a demostrar la complementariedad de sus instrumentos apuntando a la nebulosa del Anillo Austral, en la constelación de las Velas. Esta nebulosa planetaria -llamada así porque su aspecto podría confundirse con el de un planeta- es en realidad una nube de gases que se expande alrededor de un par de estrellas, una de las cuales es una enana blanca que ha expulsado sus capas exteriores y la otra podría explotar a su vez, creando una nueva nebulosa dentro de la primera. Su diámetro es de casi medio año luz y está a unos 2.000 años luz.

La nebulosa del anillo austral (NGC 3132).

La nebulosa del anillo austral (NGC 3132).

A la izquierda, la imagen del instrumento NIRCam en el infrarrojo cercano muestra el polvo y el gas de la nebulosa con mayor claridad, mientras que a la derecha, la misma vista en el infrarrojo medio por el instrumento MIRI separa las estrellas y revela la estructura interna de la nebulosa. Dentro de unos miles de años, estas delicadas capas de gas se disiparán en el espacio circundante.

Otra gran nebulosa del hemisferio sur,  la nebulosa Carina, en la constelación del mismo nombre, es una de las más grandes y brillantes del cielo. Situada a unos 7.600 años luz,  es una guardería de estrellas y, por primera vez, el telescopio espacial James Webb nos permite ver sus estrellas en proceso de formación, ocultas tras lo que parecen acantilados de polvo y gas.

La nebulosa Carina, una de las más importantes del cielo austral, mostrada en detalle por el telescopio espacial James Webb.

La nebulosa Carina, una de las más importantes del cielo austral, mostrada en detalle por el telescopio espacial James Webb.

Una segunda vista combinada de los instrumentos NIRCam y MIRI de Webb nos permite acercarnos a esta guardería. En el infrarrojo cercano vemos cientos de estrellas y galaxias en el fondo, mientras que el infrarrojo medio revela discos polvorientos de formación de planetas (en rojo y rosa) alrededor de estrellas jóvenes.

Detalle de la guardería de estrellas y los discos protoplanetarios en la nebulosa de Carina.

Detalle de la guardería de estrellas y los discos protoplanetarios en la nebulosa de Carina.

La atmósfera de un exoplaneta

No todas las observaciones de James Webb serán tan espectaculares y coloridas como las primeras imágenes desveladas el 12 de julio. Los colores que nos presentan sólo están ahí para traducir las imágenes que no podemos percibir, ya que no podemos ver los infrarrojos, en imágenes que podamos aprehender.

Pero la importancia científica es evidente, como demuestra esta otra medición revelada entre los primeros resultados de las observaciones de James Webb: el análisis espectral de la luz de un exoplaneta, uno de los primeros en ser descubierto en 2014, WASP-96b. Este gigante gaseoso, la mitad de masivo que Júpiter, se encuentra a una distancia de casi 1.150 años luz. Está muy cerca de su estrella y completa su revolución alrededor de ella en tan solo 3,4 días.

Spectre WASP-96b James Webb

Gracias a la descomposición de la luz de este planeta tan caliente (más de 1.000 °C), fue posible obtener el análisis espectral más detallado de un exoplaneta hasta la fecha.  El instrumento canadiense NIRISS (Near Infrared Imager and Slitless Spectrograph) fue capaz de detectar de forma inequívoca la firma espectral del agua, así como indicios de la presencia de neblina e incluso evidencias de nubes, que antes se creían ausentes de este exoplaneta.

¿Qué otras sorpresas nos deparan las próximas observaciones del telescopio espacial James Webb (JWST)? Gracias a la precisión de su inyección en órbita por Ariane 5 el 25 de diciembre, es posible que tengamos 20 años de misión para averiguarlo.