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12 Jul 2022 - 4:57 p. m.

James Webb: 12 horas y media para tomar una foto de miles de galaxias

Le bastaron tan solo 12 horas y media al James Webb Space Telescope (JWST) para producir una imagen de un parchecito de cielo que supera con creces, en nitidez y profundidad a las producidas por todos los telescopios en Tierra y en el espacio.

Jorge I. Zuluaga*

La imagen de Webb cubre un trozo de cielo de aproximadamente el tamaño de un grano de arena sostenido con el brazo extendido por alguien en el suelo, y revela miles de galaxias en una pequeña porción del vasto universo. Foto: NASA
La imagen de Webb cubre un trozo de cielo de aproximadamente el tamaño de un grano de arena sostenido con el brazo extendido por alguien en el suelo, y revela miles de galaxias en una pequeña porción del vasto universo. Foto: NASA
Foto: NASA, ESA, CSA, STScI, Webb ERO - Space Telescope Science Institute Office of Public Outreach

Si todos en el mundo están sorprendidos con esta grandiosa instantánea tomada por el telescopio de origami, no se alcanzan a imaginar la emoción, el sentimiento de esperanza y la ansiedad que todos los profesionales de la astronomía sentimos al ver estas instantáneas del Universo y al ser conscientes de la cantidad de información que saldrá de ellas. Niñas y niños en una tienda de juguetes con licencia para hacer lo que se les antoje, así podríamos describir lo que sentimos miles de astrónomas y astrónomos al ver las primeras imágenes y datos del JWST.

Llevamos años leyendo artículos especializados que nos describían cuán poderoso sería el Just Wow Space Telescope, como me gusta llamarlo cariñosamente. Es bueno señalar también que el nombre oficial del telescopio, James Webb, no está exento de controversia, y por muy buenas razones.  Los profesionales nos pasamos años mirando datos fabricados por algoritmos que demostraban las capacidades del telescopio:  “los datos del JWST serán grandiosos si es que la mala suerte no se atraviesa en el camino y el telescopio logra abrirse exitosamente”; esto es lo que decíamos hace no más de un año.  Pero aquí están. Por fin. Datos reales. Imágenes que deslumbran por su resolución y profundidad.

Para hacernos una idea del cambio que anuncian las primeras imágenes y datos revelados por el equipo del JWST, echemos un vistazo a algunas curiosidades de interés tan sólo de la primera imagen revelada por el equipo del telescopio. (Lea: El telescopio espacial James Webb revela su primera imagen)

Comencemos regresando al primer párrafo: 12 horas y media.  Este es el tiempo total que la NIRCam, uno de los 4 instrumentos de última tecnología del JWST, estuvo recogiendo luz infrarroja (que es invisible para nuestros ojos) de una pequeña región del cielo.  Allí, se sabía con anticipación que el telescopio vería un monstruoso cúmulo de galaxias con un nombre que bien parece la placa de un vehículo, SMACS 0723.

La misma región del cielo había sido observada años atrás por el mítico telescopio espacial Hubble, que a propósito, sigue y seguirá operativo.  Sin embargo, al Hubble en aquel entonces le tomó, no una docena de horas sino unas decenas de días conseguir registrar las mismas galaxias que hoy nos muestra el JWST.  Ya está comparación es bastante alentadora puesto que implica que en mucho menos tiempo podremos ver muchos más descubrimientos.  El futuro promete y promete rápido.

Pero esta es solo la punta de un iceberg, o mejor, de un iceberg infrarrojo.  Por su mayor tamaño (el espejo compuesto del JWST es casi 3 veces más grande que el que tiene el Hubble), por su mayor sensibilidad, pero muy especialmente, por el tipo de luz que puede recoger (infrarroja versus luz visible en la que se especializa el Hubble) el JWST tendrá acceso a muchos más objetos de los que ha tenido cualquier telescopio fabricado en el pasado.  El telescopio de origami puede ver más luz, más lejos y más adentro de lo que otros instrumentos han visto. (Le puede interesar: En fotos: Vea acá todas las imágenes publicadas por el telescopio James Webb)

Nada más en la primera imagen revelada y sin un análisis pormenorizado, que podría tomar meses sino años, sabemos que hay un puñado de galaxias que existieron cuando el universo era apenas un párvulo: 400 o 500 milloncitos de años.  Para hacernos a una idea de lo que esto significa, comparemos el universo actual con una persona de 80 años, Don Cosmos me gusta llamarlo a veces. Las imágenes de las galaxias remotas reveladas por el JWST y que se ven allí como manchones alargados y rojizos, serían, en esta analogía, reminiscencias de cuando Cosmos contaba a los sumo con 3 añitos y empezaba apenas a articular sus primeras frases (o galaxias) completas.

Pero la primera imagen del JWST no solo revela la presencia de galaxias antiguas.  La característica más notable de esta histórica “instantánea” es la presencia de sutiles arcos luminosos que rodean unos cuantos manchones blanquecinos cerca al centro de la imagen. Los manchones son galaxias gigantes situadas a cerca de 4.600 millones de años-luz. Es decir, la luz salió de ellas cuando la Tierra ni siquiera existía.  Estás galaxias están hechas principalmente de materia oscura, el pegamento del universo. Esta misteriosa materia, cuya naturaleza todavía trasnocha a los astrónomos, tiene un poder gravitacional tan grande que dobla el espacio y el tiempo y hace que la luz de las galaxias de fondo se distorsionen formando arcos. (Lea: Estas son todas las imágenes reveladas por el telescopio James Webb)

Estos arcos, que le dan a la imagen la apariencia de un espejismo más propio de la imaginación de Salvador Dali que del frío universo, se conocen como lentes gravitacionales. Pero esta no es la primera vez que observamos este fenómeno. Lo nuevo aquí es que el nivel de los detalles de esta imagen y de otras similares que tomará el JWST ayudarán, seguramente, a construir mapas más finos de la distribución de la misteriosa materia oscura (que es además responsable de que estemos aquí, leyendo este artículo) y tal vez ayudar a resolver el misterio de su naturaleza.

¿Qué sigue ahora?

Para las astrónomas y astrónomos del mundo: ¡mucho trabajo!  Para quiénes no practican esta profesión, pero son avezados entusiastas, tal vez es tiempo de informarse mucho más y mejor.

El pregrado de astronomía de la Universidad de Antioquia ofrece cursos virtuales para quienes quieran profundizar en estos temas sin ser profesionales, http://astronomia-udea.co/diplomas. Para los demás, sólo resta sentarse y disfrutar lo que seguramente es el inicio de una era de grandes descubrimientos astronómicos y, también, de muy buenas fotos.

*Profesor titular de física y astronomía, Universidad de Antioquia

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