Las primeras imágenes del telescopio James Webb de @NASA_es ya están aquí, y están revolucionando el mundo de la astronomía. Desde el punto de vista visual son espectaculares, pero es que además están cargadas de datos muy interesantes. ¡Vamos a repasarlas! #RefrescaTuTimeline 
Comencemos con la imagen que ya fue mostrada ayer por parte del presidente Joe Biden, de EE. UU. Es, probablemente, la más llamativa de lo visto hasta ahora. SMACS 0723 es un cúmulo de galaxias y actúa como lente gravitacional. Hay mucho que comentar al respecto en esta imagen.
También podemos aprovechar y explicar por qué es posible observar galaxias muy lejanas, y sin embargo observar los planetas del Sistema Solar es mucho más complicado, que es una pregunta que surge con cierta frecuencia y que vale la pena explicar:
https://twitter.com/alex_riveiro/status/894613014980284418
SMACS 0723 es una enorme agrupación de galaxias. Es decir, algo como el Grupo Local, del que forma parte la Vía Láctea, Andrómeda y la galaxia del Triángulo (así como una legión de galaxias enanas) pero con muchas más galaxias y muchísimo más grande:
https://twitter.com/alex_riveiro/status/1024008081146097665
De hecho, es tan masivo que curva el espacio a su alrededor. Esto obliga a la luz de galaxias, todavía más lejanas, a recorrer ese espacio curvado, distorsionando y estirando la imagen de galaxias todavía más lejanas. Aquí hay un ejemplo muy interesante de ese fenómeno.
Resulta que, analizando los datos del telescopio James Webb, lo que se ha visto es que esas dos galaxias, rodeadas, son en realidad el reflejo de la misma galaxia. Estamos viendo dos veces la misma galaxia. La lente gravitacional es como una especie de lupa cósmica.
En la imagen podemos ver objetos muy brillantes, muy puntiagudas. Eso son estrellas de nuestra propia galaxia. Todo lo demás, sin embargo, son galaxias. Algunas están extremadamente lejos. De hecho, la más lejana la vemos tal y como era hace 13 100 millones de años.
Es decir, tan solo 700 millones de años después del Big Bang. Pero resulta que todavía hay más. Esta es la imagen, de esa misma región, tal y como la veía el telescopio Hubble. El salto en la calidad de imagen es espectacular, pero no es solo la calidad, es la velocidad.
Porque, para capturar esta imagen, Hubble necesitó observar ese lugar durante diez días. En el caso del telescopio James Webb, apenas bastaron doce horas y media para poder obtener una imagen mucho más nítida y profunda. Hasta el punto de poder analizar galaxias muy lejanas.
Porque, en este caso, esa galaxia vista tal y como era hace 13 100 millones de años, también tiene su espectro. El salto es tremendo. Con Hubble, con galaxias tan lejanas, había que intentar averiguar a qué distancia está. Con James Webb se puede ver su composición.
¡No es la única! También han analizado el espectro de otras galaxias (vistas en este gráfico). Las galaxias con un tono más rojizo, en la imagen, están más lejos de nosotros. La imagen resulta espectacular en cuanto a la capacidad de James Webb y la información que puede captar.
La segunda imagen que hemos visto es esta. En realidad no es una imagen, es el espectro del exoplaneta WASP-96 b. Se trata de un gigante gaseoso, con un tamaño similar al de Júpiter, pero con la mitad de su masa. Y con un detalle muy importante:
https://twitter.com/alex_riveiro/status/1037424962150252544
WASP-96 b está muy cerca de su estrella. Apenas tarda 3,5 días en completar una órbita a su alrededor. Es lo que se conoce como un júpiter caliente. En este caso, James Webb lo que ha hecho es analizar su atmósfera, detectando la presencia de vapor de agua y dando algunas pistas.
Los datos muestran que la atmósfera del planeta contiene vapor de agua (ahora hay que ver cuánta cantidad, exactamente) y también revelan la estructura de su atmósfera. Se ha determinado que tiene nubes y neblinas. Algo que se desconocía hasta estas observaciones.
En este sentido, lo más interesante está por llegar. El equipo de James Webb ha anunciado que uno de los objetivos del telescopio, en su primer año de funcionamiento, es estudiar los exoplanetas del sistema TRAPPIST-1, que tiene siete planetas rocosos:
https://twitter.com/alex_riveiro/status/912813564389412871
De ellos, tres planetas podrían estar en la zona habitable de su estrella. Así que se intentará entender si tienen atmósfera. Si es así, se podrá ver cuál es su composición y, por tanto, se podrá comprender hasta qué punto podrían ser habitables:
https://twitter.com/alex_riveiro/status/1032345216324390917
En ese sentido, Webb va a ser toda una revolución porque va a permitir profundizar en el estudio de las atmósferas de esos exoplanetas. Algunos quizá resulten ser más parecidos a la Tierra, o puede que todos sean tremendamente diferentes a lo que conocemos, quién sabe.
La tercera imagen que se ha mostrado es la de la Nebulosa del Anillo del sur. Se trata de una nebulosa planetaria, el producto de una estrella, similar al Sol, que ha llegado al final de su vida y ha expulsado sus capas exteriores al espacio. Aquí hay mucho que comentar.
Podemos comparar estas imágenes con las del telescopio Hubble. La diferencia salta a la vista, y podemos ver el salto que supone la llegada del telescopio James Webb, porque permite observar la nebulosa de una manera que no era posible hasta ahora. Es realmente impresionante.
El resultado es, naturalmente, muy diferente. Lo más interesante es que la definición de James Webb es tan alta que se puede ver el proceso por el que pasará el Sol en un futuro lejano (para que el Sol legue a ese punto quedan 5000 millones de años):
https://twitter.com/alex_riveiro/status/936364154490884096
En este caso, James Webb no solo permite ver la estructura de esas capas de material (alrededor de la región central, en azul). En la imagen de la derecha también muestra la presencia del sistema binario que se esconde en el centro de la nebulosa, y la estrella responsable.
Por extraño que pudiese parecer, la estrella responsable es la más tenue, en la izquierda. La otra está en una fase más temprana de su vida, pero en un futuro también creará su propia nebulosa planetaria. El sistema está a unos 2500 años-luz.
https://twitter.com/alex_riveiro/status/1003734249906757633
Si te fijas detenidamente, en la imagen verás que se puede identificar varias capas. Cada una se corresponde con un episodio diferente, de la estrella, en el que perdió masa. Las más lejanas fueron las primeras en ser expulsadas. Esto permite reconstruir la historia del sistema.
Lo más interesante es que, en realidad, ese material enriquecerá el espacio a su alrededor. Por lo que, tras miles de millones de años de viaje, por la galaxia, podría terminar incorporándose a una nueva estrella, o en el sistema planetario de un astro.
https://twitter.com/alex_riveiro/status/910933708533829633
La siguiente imagen mostrada ha resultado ser igualmente espectacular. Se trata del Quinteto de Stephan. Es un grupo de galaxias del que cuatro están en proceso de colisión entre sí. La quinta (en la izquierda) está mucho más cerca de nosotros.
Esa galaxia más cercana está a unos 40 millones de años-luz. El resto del grupo está a unos 300 millones de años-luz y, además, está en pleno proceso de colisión. Esta imagen es la más grande que ha tomado Webb hasta el momento, 150 millones de píxeles.
https://twitter.com/alex_riveiro/status/902616154635689988
Es el fruto de 1100 imágenes diferentes. Su estudio permite entender cómo afecta la colisión de galaxias a la evolución de una galaxia, y su papel en las primeras etapas del universo. Con su capacidad de observación, se pueden ver cosas que antes eran invisibles…
Se pueden ver millones de cúmulos de nuevas estrellas, regiones de formación de estrellas, así como colas de gas y polvo que están siendo arrastradas por la interacción gravitacional de las galaxias. La imagen es espectacular y, en este caso, el telescopio Hubble la veía así.
A pesar de que 300 millones de años-luz puede parecer una distancia mareante, en la escala astronómica están tan cerca como para estudiarlas en detalle. La galaxia en la parte superior tiene núcleo de galaxia activo. Tiene que ver con agujeros negros...
https://twitter.com/alex_riveiro/status/922513497027760128
Un núcleo de galaxia activo es un agujero negro supermasivo que está añadiendo una gran cantidad de material. En realidad, no podemos ver el agujero negro en sí. Lo que vemos es el descomunal brillo del material que se encuentra a su alrededor y que eclipsa a la galaxia.
Para intentar ponerlo en perspectiva, la energía producida por esta bestia cósmica es equivalente a la de 40 000 millones de soles. No solo eso, también se ha analizado el movimiento del material ¡con velocidades de cientos de kilómetros por segundo! (como se ve en la imagen).
El telescopio también ha sido capaz de observar en NGC 7320, la galaxia de la izquierda, estrellas de manera individual (¡a 40 millones de años-luz!) así como la brillante región central de la galaxia. Eso sin hablar de las galaxias que se ven de fondo. ¡Están en todas partes!
La última imagen que se ha mostrado es no menos espectacular que el resto. Se trata de la Nebulosa de la Quilla (o Nebulosa de Carina). Es una gigantesca región de formación de estrellas que está en nuestra propia galaxia, en la Vía Láctea.
Específicamente, está a 7500 años-luz. La imagen es, en realidad, solo una pequeña región de la nebulosa de la Quilla, a la que se conoce como NGC 3324. Esta especie de paisaje montañoso tiene cumbres de 7 años-luz de longitud (que se dice pronto).
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Al observarla con el telescopio James Webb, por primera vez se puede ver regiones de la nebulosa que eran invisibles. Hablamos del lugar de nacimiento de nuevas estrellas de nuestra galaxia. También podemos ver el borde de una gigantesca burbuja (es el borde del material).
Esa cavidad es, simplemente, producto de la intensa radiación ultravioleta de estrellas recién nacidas, en la parte superior de la imagen, que han expulsado el material en su entorno. Están, poco a poco, erosionando el lugar en el que se formaron.
https://twitter.com/alex_riveiro/status/892442386068013057
Si nos fijamos en ese borde, parece que las montañas emiten vapor hacia la parte superior de la imagen. Es gas ionizado, y polvo, siendo expulsado de la nebulosa por esa intensa radiación. Webb muestra una complejidad tremenda en esta región de formación de estrellas…
Se puede ver, con un poco de paciencia, chorros de material expulsados por estrellas en pleno proceso de formación. Las estrellas más jóvenes aparecen como puntos rojos en las regiones más oscuras de la imagen. Todo esto ayuda a entender la vida de las estrellas.
El telescopio ofrece un vistazo al proceso de formación de estrellas. Por raro que parezca, esa radiación no solo provoca que la nebulosa se erosione, también desencadena la formación de otras estrellas en la nebulosa. Es un equilibrio muy delicado entre ambos extremos.
Con James Webb, se espera entender mejor el impacto de esas estrellas jóvenes en el conjunto de la nebulosa. Por cierto, esa misma región, era vista de esta manera por el telescopio Hubble, de nuevo, la diferencia es más que evidente. Webb es mucho más potente y moderno.
Por último, pero no menos importante, hay que hablar de los colores de estas imágenes. La sensación predominante, en algunos círculos, es que los colores de esta imagen han sido falseados, o retocados, para hacerlas más espectaculares y que, por tanto, falsean la realidad…
Lo cierto es que no es así. Hay que recordar, sin embargo, que el telescopio James Webb observa en el espectro infrarrojo. Nuestros ojos solo pueden ver una pequeña parte del conjunto del espectro electromagnético, es, por supuesto, el espectro visible:
https://twitter.com/alex_riveiro/status/959207766207418370
Así que, ¿cómo hacemos visible lo que no podemos ver? Aunque no lo podamos ver, en infrarrojo también hay multitud de colores. Así que lo que se hace es asignar un color, del espectro visible, a cada longitud de onda del espectro infrarrojo. Comenzamos con el azul, el más corto.
Este se asigna a la longitud infrarroja más corta. Cuanto más larga sea la longitud de onda, más cerca estará del rojo. Así, se traducen esos colores, del espectro infrarrojo, al espectro visible. Pero, si pudiésemos ver en infrarrojo, veríamos algo como las imágenes del hilo.
Es importante tener presente que, en realidad, esto solo es el pistoletazo de salida a las operaciones del telescopio James Webb. Ahora comienza su primer año de observación científica (en realidad ya está en marcha) y lo mejor está por llegar. Quizá ni siquiera este año.
¿Por qué? Hasta que el telescopio entró en funcionamiento, solo se podía elucubrar sobre hasta dónde llegaría, realmente, su capacidad de definición y observación. Lo que se ha visto es que es un telescopio extremadamente potente, y también muy rápido en comparación a Hubble.
Así que los primeros objetivos, los elegidos para este año, se definieron teniendo en cuenta una potencia que ha resultado ser mucho mayor de lo esperado. Por eso, desde el equipo de Webb, dicen que el próximo año veremos objetivos incluso más ambiciosos que los de este año.
Además, ya han anunciado que este jueves publicarán los datos en crudo de las observaciones del telescopio. También habrá algunas imágenes del Sistema Solar (incluyendo una de Júpiter, tomada en apenas unos segundos de observación). Así que todavía nos esperan muchas sorpresas.
¿Hasta dónde llegará el telescopio James Webb? En cuanto a funcionamiento, ahora mismo se habla de que podría estar en funcionamiento durante 20 años. En cuanto a hallazgos… nadie lo sabe, y tardaremos tiempo en saberlo. Basta fijarse en el telescopio Hubble y su historia.
Nadie esperaba que fuese capaz, por ejemplo, de estudiar cosas como la aceleración de la expansión del universo de la manera en que lo ha hecho. Es decir, en realidad, es imposible saber hasta dónde llegará el telescopio James Webb, pero promete ser apasionante y espectacular.
Ah, y una última curiosidad. El telescopio se encuentra a 1,5 millones de kilómetros de la Tierra, en el punto L2. Es un lugar en el que podemos colocar un objeto y acompañará a la Tierra en su órbita. Hablé de los puntos de Lagrange en este hilo:
https://twitter.com/alex_riveiro/status/910571401337294849
¡Fin del hilo!
Y como siempre, ya podéis encontrar el hilo también como Momento de Twitter 😊
twitter.com/i/events/15469…
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