Cómo el telescopio espacial James Webb cambió la astronomía en su primer año

A medida que se acercaba la Navidad del año pasado, astrónomos y entusiastas del espacio de todo el mundo se reunieron para presenciar el tan esperado lanzamiento del telescopio espacial James Webb. Si bien es una pieza de ingeniería notable, el telescopio no ha estado exento de controversias, desde sobrepasar el presupuesto y retrasarse en el cronograma hasta recibir el nombre de un ex administrador de la NASA que ha sido acusado de delitos. Homofobia.

A pesar de la controversia en torno al nombre y la fecha del telescopio, una cosa ha quedado muy clara este año: la capacidad científica del JWST es notable. Sus operaciones científicas comenzaron en julio de 2022 y ya ha permitido a los astrónomos obtener nuevas perspectivas y desentrañar misterios sobre una amplia gama de temas espaciales.

El objetivo más inmediato del JWST es uno de los proyectos más ambiciosos en la historia moderna de la astronomía: volver a visitar algunas de las primeras galaxias, que se formaron cuando el universo era completamente nuevo.

Debido a que la luz tarda en viajar desde su fuente hasta nosotros aquí en la Tierra, al observar galaxias extremadamente distantes, los astrónomos pueden, de hecho, mirar hacia atrás en el tiempo para ver las galaxias más antiguas que se formaron hace más de 13 mil millones de años.

Aunque estaba allí Alguna controversia Los astrónomos debatieron la precisión de algunas de las primeras detecciones de las primeras galaxias: el instrumento JWST no estaba completamente calibrado, por lo que había margen de maniobra sobre la edad exacta de las galaxias más distantes. Los hallazgos recientes han respaldado la idea de que el JWST había detectado galaxias desde los primeros 350 millones de años después del Big Bang.

Eso hace que estas sean las galaxias más antiguas jamás observadas, y tenían algunas sorpresas, como ser mucho más brillantes de lo esperado. Esto significa que hay más que aprender sobre cómo se formaron las galaxias en el universo primitivo.

Estas galaxias tempranas se identifican mediante encuestas y fotos de campo profundo, que usa Webb para observar grandes áreas de cielo que pueden parecer vacías a primera vista. Estas regiones no contienen objetos brillantes como los planetas del sistema solar y están ubicadas lejos del centro de nuestra galaxia, lo que permite a los astrónomos buscar en las profundidades del espacio para descubrir estos objetos extremadamente distantes.

JWST pudo detectar dióxido de carbono en la atmósfera de un exoplaneta por primera vez y recientemente también detectó una serie de otros compuestos en la atmósfera de WASP-39b, incluido el vapor de agua y el dióxido de azufre. Esto no solo significa que los científicos pueden ver la composición de la atmósfera del planeta, sino que también pueden ver cómo la atmósfera interactúa con la luz de la estrella anfitriona del planeta, ya que el dióxido de azufre se crea mediante reacciones químicas con la luz.

Aprender sobre las atmósferas de exoplanetas es crucial si queremos encontrar planetas similares a la Tierra y buscar vida. Los instrumentos de la generación anterior podían identificar exoplanetas y proporcionar información básica como su masa o diámetro y qué tan lejos orbitan de su estrella. Pero para entender cómo sería en uno de estos planetas, necesitamos conocer su atmósfera. Usando datos del JWST, los astrónomos podrán buscar planetas habitables mucho más allá de nuestro sistema solar.

No son solo los planetas distantes los que han captado la atención de JWST. Más cerca de casa, JWST se ha utilizado para estudiar planetas en nuestro sistema solar, incluidos Neptuno y Júpiter, y pronto se utilizará para estudiar también a Urano. Al mirar en el rango infrarrojo, el JWST pudo identificar características como la aurora boreal de Júpiter y una vista clara de la Gran Mancha Roja. Además, la alta resolución del telescopio significa que puede ver objetos pequeños incluso contra el brillo de los planetas, como mostrar los anillos de Júpiter que rara vez se ven. También capturó la imagen más clara de los anillos de Neptuno en más de 30 años.

La otra investigación importante de JWST este año fue en Marte. Marte es el planeta mejor estudiado fuera de la Tierra, ya que ha albergado muchos rovers, orbitadores y módulos de aterrizaje a lo largo de los años. Esto significa que los astrónomos tienen una comprensión bastante buena de la composición de la atmósfera y están comenzando a aprender sobre su sistema meteorológico. Marte también es difícil de estudiar con un telescopio espacial sensible como el JWST porque es muy brillante y está muy cerca. Pero estos factores lo convirtieron en un campo de pruebas ideal para ver de lo que era capaz el nuevo telescopio.

Se usó JWST Tanto las cámaras como los dispositivos de espectro. para estudiar Marte, mostrando la composición de su atmósfera, que corresponde casi exactamente al modelo esperado a partir de los datos actuales, demostrando cuán precisas son las herramientas de JWST para este tipo de investigación.

Otro objetivo de JWST es aprender sobre el ciclo de vida de las estrellas, que los astrónomos actualmente entienden a grandes rasgos. Saben que las nubes de polvo y gas forman nudos que recolectan más material para ellos y colapsan para formar protoestrellas, por ejemplo, pero exactamente cómo sucede esto necesita más investigación. También aprenden sobre las regiones donde se forman las estrellas y por qué las estrellas tienden a formarse en cúmulos.

JWST es particularmente útil para estudiar este tema, ya que sus instrumentos infrarrojos le permiten observar a través de las nubes de polvo para ver las regiones internas donde se están formando las estrellas. Fotos recientes muestran un archivo desarrollo de protoestrellas Y tiras las nubes y buscas regiones donde las estrellas sean densas, como la famosa estrella pilares de la creación en la Nebulosa del Águila. Al obtener imágenes de estas estructuras en diferentes longitudes de ondaLos instrumentos de JWST pueden ver varias características del polvo y la formación de estrellas.

Hablando de pilares de la creatividad, uno de los mayores legados de JWST en la mente del público son las impresionantes imágenes del espacio que tomó. Desde la emoción internacional cuando se revelaron las primeras imágenes del telescopio en julio hasta Nuevas vistas de lugares famosos Al igual que las Columnas, las Imágenes Web han estado en todas partes este año.

y tambien maravilloso Nebulosa de Carina Y el Primer campo profundoOtras fotos por las que vale la pena preguntarse en un minuto incluyen las figuras talladas en estrellas de La Nebulosa de la TarántulaAnillos de árboles polvorientos de Wolf-Rayet 140 estrella binariaY el resplandor del otro mundo Júpiter en infrarrojo.

Y las fotos siguen llegando: la semana pasada, se publicó una nueva foto que muestra un corazon resplandeciente La galaxia NGC 7469.

Este es un año lleno de descubrimientos asombrosos y más por venir.