martes, julio 12, 2022

Webb ofrece la imagen más profunda del universo hasta el momento

Nuevos datos exquisitos transformarán nuestra comprensión del universo primitivo


El telescopio espacial James Webb de la NASA ha proporcionado la imagen infrarroja más profunda y nítida del universo distante hasta el momento. Conocido cariñosamente como el primer campo profundo de Webb, este es el cúmulo de galaxias SMACS 0723 y está repleto de miles de galaxias, incluidos los objetos más pequeños y débiles jamás observados.

La imagen de Webb es aproximadamente del tamaño de un grano de arena sostenido con el brazo extendido, una pequeña porción del vasto universo. La masa combinada de este cúmulo de galaxias actúa como una lente gravitatoria , magnificando galaxias más distantes, incluidas algunas vistas cuando el universo tenía menos de mil millones de años. Este campo profundo, tomado por la cámara de infrarrojo cercano de Webb (NIRCam), es un compuesto hecho de imágenes en diferentes longitudes de onda, con un total de 12,5 horas, alcanzando profundidades en longitudes de onda infrarrojas más allá de los campos más profundos del telescopio espacial Hubble, lo que llevó semanas. Y esto es solo el comienzo. Los investigadores continuarán usando Webb para tomar exposiciones más largas, revelando más de nuestro vasto universo.

Esta imagen muestra el cúmulo de galaxias SMACS 0723 tal como apareció hace 4600 millones de años, con muchas más galaxias delante y detrás del cúmulo. Se revelará mucho más sobre este grupo a medida que los investigadores comiencen a profundizar en los datos de Webb. Este campo también fue fotografiado por el instrumento de infrarrojo medio de Webb (MIRI), que observa la luz del infrarrojo medio.

La NIRCam de Webb ha enfocado nítidamente galaxias distantes: tienen estructuras diminutas y tenues que nunca antes se habían visto, incluidos cúmulos de estrellas y características difusas.

Miles de galaxias inundan esta imagen en el
infrarrojo cercano del cúmulo de galaxias
SMACS 0723. Las imágenes de alta resolución
del Telescopio Espacial James Webb de la
NASA combinadas con un efecto natural
conocido como lentes gravitacionales hicieron
posible esta imagen finamente detallada
La luz de estas galaxias tardó miles de millones de años en llegar hasta nosotros. Estamos mirando hacia atrás en el tiempo hasta mil millones de años después del Big Bang cuando vemos las galaxias más jóvenes en este campo. La luz fue estirada por la expansión del universo a longitudes de onda infrarrojas que Webb fue diseñado para observar. Los investigadores pronto comenzarán a aprender más sobre las masas, edades, historias y composiciones de las galaxias.

Otras características incluyen los arcos prominentes en este campo. El poderoso campo gravitatorio de un cúmulo de galaxias puede doblar los rayos de luz de galaxias más distantes detrás de él, tal como una lupa dobla y distorsiona las imágenes. Las estrellas también se capturan con picos de difracción prominentes, ya que parecen más brillantes en longitudes de onda más cortas.

La imagen MIRI de Webb ofrece un caleidoscopio de colores y resalta dónde está el polvo, un ingrediente importante para la formación de estrellas y, en última instancia, para la vida misma. Las galaxias azules contienen estrellas, pero muy poco polvo. Los objetos rojos en este campo están envueltos en gruesas capas de polvo. Las galaxias verdes están pobladas de hidrocarburos y otros compuestos químicos. Los investigadores podrán usar datos como estos para comprender cómo se forman, crecen y se fusionan las galaxias entre sí y, en algunos casos, por qué dejan de formar estrellas por completo.

El cúmulo de galaxias SMACS 0723 es un
paisaje en tecnicolor cuando se ve en luz
infrarroja  media por el telescopio espacial
James Webb de la NASA.
En comparación con la imagen de infrarrojo
cercano de Webb a la derecha, las galaxias
y las estrellas están inundadas de nuevos colores.
Además de tomar imágenes, dos de los instrumentos de Webb también obtuvieron espectros , datos que revelan las propiedades físicas y químicas de los objetos que ayudarán a los investigadores a identificar muchos más detalles sobre galaxias distantes en este campo. El conjunto de microobturadores del espectrógrafo de infrarrojo cercano (NIRSpec) de Webb observó 48 galaxias individuales al mismo tiempo, una nueva tecnología utilizada por primera vez en el espacio, y devolvió un conjunto completo de detalles sobre cada una. Los datos revelaron la luz de una galaxia que viajó durante 13.100 millones de años antes de que los espejos de Webb la capturaran. Los datos de NIRSpec también demuestran cuán detallados serán los espectros de galaxias con las observaciones de Webb.

Finalmente, el generador de imágenes de infrarrojo cercano y el espectrógrafo sin rendija (NIRISS) de Webb utilizaron espectroscopía sin rendija de campo amplio para capturar espectros de todos los objetos en todo el campo de visión a la vez. Entre los resultados, prueba que una de las galaxias tiene una imagen especular .

SMACS 0723 se puede ver cerca de la constelación de Volans en el cielo del sur.

Imagen del cúmulo de galaxias SMACS 0723,
conocido cariñosamente como el primer campo
profundo de Webb, capturada por la cámara de
infrarrojo cercano (NIRCam) y el instrumento de
infrarrojo medio (MIRI) de Webb, con flechas de
brújula y clave de color como referencia.
El telescopio espacial James Webb es el principal observatorio de ciencia espacial del mundo. Webb resolverá misterios en nuestro sistema solar, mirará más allá de mundos distantes alrededor de otras estrellas y explorará las misteriosas estructuras y orígenes de nuestro universo y nuestro lugar en él. Webb es un programa internacional liderado por la NASA con sus socios, ESA (Agencia Espacial Europea) y CSA (Agencia Espacial Canadiense).
NIRCam fue construido por un equipo de la Universidad de Arizona y el Centro de Tecnología Avanzada de Lockheed Martin.

MIRI fue aportado por la ESA y la NASA, con el instrumento diseñado y construido por un consorcio de Institutos Europeos financiados a nivel nacional (el Consorcio Europeo MIRI) en asociación con JPL y la Universidad de Arizona.

NIRSpec fue construido para la ESA por un consorcio de empresas europeas lideradas por Airbus Defence and Space (ADS) con el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA proporcionando sus subsistemas de detector y micro-obturador.

NIRISS fue aportado por CSA. El instrumento fue diseñado y construido por Honeywell en colaboración con la Universidad de Montreal y el Consejo Nacional de Investigación de Canadá.

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