Impresionantes imágenes del Webb: estrellas bebés, galaxias en colisión y exoplanetas calientes

El Quinteto de Stephan es un grupo de cinco galaxias, cuatro de las cuales (a la derecha) están a unos 90 millones de parsecs de la Tierra. La galaxia superior, NGC 7319,

alberga un agujero negro supermasivo que atrae material estelar

a su alrededor. Crédito: NASA, ESA, CSA y STScI

+ La anticipación de la ciencia futura crece a medida

que la NASA publica imágenes sin precedentes

Por Alexandra Witze, Nature

Las vistas del Universo siguen mejorando. El telescopio espacial James Webb de la NASA, valorado en 10 mil millones de dólares, publicó cuatro nuevas imágenes científicas el 12 de julio, incluidas estrellas recién nacidas que brillan a través de dramáticos "acantilados" de gas y galaxias que interactúan en una intrincada danza cósmica.

Un día antes, los astrónomos se habían maravillado con su primera imagen, una inmersión profunda alucinante en el Universo distante.

La primera imagen publicada por el telescopio Webb muestra el cúmulo de galaxias SMACS 0723 tal como apareció hace 4600 millones de años. Crédito: NASA, ESA, CSA y STScI

Webb observa el cosmos en longitudes de onda infrarrojas, lo que le da una vista diferente a muchos otros observatorios, como el Telescopio Espacial Hubble. El espejo de 6.5 metros de ancho de Webb es el más grande jamás lanzado al espacio, y la combinación del espejo grande y sus capacidades de detección infrarroja le permiten una vista sin precedentes de muchos fenómenos astronómicos. Eso incluye estrellas y ondas de choque generadas cuando las galaxias chocan en el grupo de cinco conocido como el Quinteto de Stephan, a 90 millones de parsecs de distancia en la constelación de Pegaso.

Las imágenes que recopiló Webb del agrupamiento de galaxias revelan millones de estrellas jóvenes que se forman cuando el gas y el polvo chocan, así como las colas de barrido dejadas por una de las galaxias, NGC 7318B, mientras se abre paso a través del cúmulo. “Realmente muestra el tipo de interacción que impulsa la evolución de las galaxias”, explica Giovanna Giardino, astrónoma de la Agencia Espacial Europea.

Los acantilados cósmicos son una región de formación de estrellas en la Nebulosa

de Carina que se encuentra aproximadamente a 2 mil 330 parsecs de distancia.

Webb capturó esta imagen con exquisito detalle, mostrando burbujas, cavidades

y chorros protoestelares, formados por viento interestelar, radiación intensa

y acumulación de polvo de estrellas recién nacidas. Crédito: NASA, ESA, CSA y STScI

Otra acción cósmica aparece en una nueva imagen de Webb de la Nebulosa Carina, una región de formación de estrellas a unos 2 mil 330 parsecs de distancia. Grandes estrellas calientes en el centro de la nebulosa la bombardean con radiación, lo que crea una cavidad gaseosa, rodeada de picos y valles dramáticos y denominada "acantilados cósmicos".

Las capacidades infrarrojas de Webb le permitieron mirar a través del polvo que a menudo oculta esta vista para otros telescopios. El observatorio también reveló brillantes pinchazos de luz en la nebulosa que son estrellas recién nacidas. “Están sucediendo tantas cosas aquí, es tan hermoso”, señala Amber Straughn, astrofísica del Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland.

La Nebulosa del Anillo Sur, ubicada a unos 770 parsecs de distancia, está formada

por un par de estrellas, una de las cuales está muriendo y arrojando polvo y gas.

Webb capturó imágenes de esta nebulosa con dos de sus instrumentos: a la izquierda,

la cámara de infrarrojo cercano, ya la derecha, el instrumento de infrarrojo medio.

Este último revela la segunda estrella del par rodeada de polvo por primera vez.

Crédito: NASA, ESA, CSA, STScI y el equipo de producción de Webb ERO

En el extremo opuesto del ciclo de vida estelar se encuentra la Nebulosa del Anillo Sur, una capa brillante de gas y polvo que fue expulsada por una estrella cerca del final de su vida. Ubicada a unos 770 parsecs de distancia en la constelación de Vela, la nebulosa muestra anillos de material, cada uno expulsado durante un episodio particular de la estrella moribunda.

La alta resolución de Webb le permitió seleccionar detalles intrincados en estos caparazones, además de revelar una segunda estrella que orbita alrededor de la principal. Juntas, esas estrellas iluminan la nebulosa circundante como el Sol brillando a través de nubes irregulares.

Webb capturó este espectro de agua en la atmósfera del exoplaneta WASP-96b,

un gigante de gas caliente. A partir del espectro, los investigadores calcularon

la temperatura de la atmósfera: 725°C (1350°F). Crédito: NASA, ESA, CSA, STScI

Quizás la imagen menos impactante visualmente, pero científicamente más convincente, del lanzamiento de la NASA es un análisis químico, o espectro, de la atmósfera de un planeta distante conocido como WASP-96b. Este planeta tiene aproximadamente la mitad del tamaño de Júpiter, pero orbita su estrella en solo 3,5 días, lo que significa que su superficie es extremadamente caliente.

Webb observó el planeta mientras pasaba por la cara de su estrella, de modo que la luz de la estrella viajó a través de la atmósfera del planeta y permitió a los científicos analizarla químicamente. Detectaron la huella de agua en la atmósfera de WASP-96b, lo que sugiere que es un lugar verdaderamente húmedo. Es el primero de muchos espectros de exoplanetas que reunirá Webb, en un campo de investigación que ni siquiera existía cuando se soñaba con el telescopio, antes de que se conocieran planetas más allá del Sistema Solar. Y, sin embargo, los exoplanetas ahora prometen ser una de las áreas de descubrimiento más importantes de Webb.

Los estudios de los espectros de estos cuerpos planetarios pueden revelar cuán favorables a la vida podrían ser otros mundos. “Podemos usar esta herramienta para ver algo, porque la gente quiere saber, ¿cuándo veremos otra Tierra?”, pregunta John Mather, científico principal del proyecto de Webb en Goddard. Los cuatro instrumentos del telescopio se han puesto en marcha por completo y ahora están haciendo ciencia. Los astrónomos están encantados de tener este observatorio nuevo y de gran capacidad, que promete permitir descubrimientos en una amplia gama de fenómenos astronómicos.

“Tenemos este gigantesco laboratorio para aprender sobre diferentes aspectos y diferentes áreas del Universo”, indica Hannah Wakeford, astrónoma de la Universidad de Bristol. Webb es una colaboración entre la NASA, la Agencia Espacial Europea y la Agencia Espacial Canadiense. Se lanzó en diciembre, después de más de dos décadas de desarrollo, y observa el Universo desde un punto en el espacio al otro lado de la Luna, a 1.5 millones de kilómetros de la Tierra.

doi: https://doi.org/10.1038/d41586-022-01931-5

Información adicional de Max Kozlov y McKenzie Prillaman.