El telescopio espacial James Webb de la NASA ha producido la imagen infrarroja más profunda y nítida del universo lejano hasta la fecha.
El primer campo profundo de Webb es el cúmulo de galaxias SMACS 0723 y está repleto de miles de galaxias, incluidos los objetos más tenues jamás observados en el infrarrojo.
La imagen de Webb abarca una minúscula porción del vasto universo, que aparecería del tamaño de un grano de arena sostenido a la distancia de un brazo extendido para alguien que observara desde tierra.
La masa combinada de este cúmulo de galaxias actúa como una lente gravitacional, aumentando galaxias más distantes, incluyendo algunas que aparecieron cuando el universo tenía menos de mil millones de años de edad.
Este campo profundo, tomado con la cámara del infrarrojo cercano (NIRCam, por sus siglas en inglés) de Webb, es una imagen compuesta hecha de imágenes en diferentes longitudes de onda, con un total de 12,5 horas de exposición—alcanzando profundidades en longitudes de onda del infrarrojo más allá de los campos más profundos del telescopio espacial Hubble, que llevaban semanas.
Y esto es sólo el principio.
Los investigadores seguirán utilizando el Webb para tomar exposiciones más largas, revelando más de nuestro vasto universo.
Esta imagen muestra el cúmulo de galaxias SMACS 0723 como lucía hace 4.600 millones de años, con muchas más galaxias por delante y por detrás del cúmulo. Cuando los investigadores comiencen a indagar en los datos de Webb, se revelará mucha más información sobre este cúmulo.
Este campo también fue fotografiado por el instrumento del infrarrojo medio (MIRI, por sus siglas en inglés), que observa la luz en el infrarrojo medio.
La cámara NIRCam de Webb ha enfocado nítidamente galaxias distantes: tienen estructuras diminutas y tenues que nunca antes habías sido observadas, incluidos cúmulos de estrellas y características difusas.
La luz de estas galaxias tardó miles de millones de años en llegar hasta nosotros. Cuando miramos las galaxias más jóvenes de este campo, estamos observando hacia el pasado hasta menos de mil millones de años después del Big Bang.
La luz se estiró por la expansión del universo hasta longitudes de onda del infrarrojo que Webb está diseñado para observar.
La comunidad científica pronto comenzará a conocer más acerca de la masa, la edad, la historia y la composición de estas galaxias. Otras características incluyen las prominentes curvaturas de este campo.
El poderoso campo gravitacional de un cúmulo de galaxias puede curvar los rayos de luz de las galaxias más lejanas que se encuentran detrás de él, del mismo modo como una lupa dobla y distorsiona las imágenes. Las estrellas también fueron capturadas con sobresalientes picos de difracción, a la vez que parecen más brillantes en las longitudes de onda más cortas.
La imagen tomada por el instrumento MIRI de Webb ofrece un caleidoscopio de colores y resalta los lugares donde hay 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 hidrocarbonos y otros compuestos químicos. Los investigadores podrán usar datos como estos para entender cómo las galaxias se forman, crecen y se fusionan, y por qué en algunos casos dejan de crear estrellas por completo. Además de tomar imágenes, dos de los instrumentos de Webb también obtuvieron espectros, que son datos que revelan las propiedades físicas y químicas de los objetos, y que ayudarán a los investigadores a identificar muchos detalles más acerca de las galaxias distantes en este campo.
El conjunto de microobturadores del espectrógrafo del infrarrojo cercano (NIRSpec, por sus siglas en inglés) observó 48 galaxias individuales al mismo tiempo —una nueva tecnología utilizada por primera vez en el espacio— enviando un paquete completo de detalles acerca de cada una de ellas.
Los datos revelaron la luz de una galaxia que viajó durante 13.100 millones de años antes de que los espejos de Webb la captaran.
Los datos de NIRSpec también demostraron lo detallados que serán los espectros de las galaxias con las observaciones de Webb.
Por último, el generador de imágenes del infrarrojo cercano y el espectrógrafo sin rendija (NIRISS, por sus siglas en inglés) utilizaron su espectroscopia sin rendija de campo amplio para capturar espectros de todos los objetos en todo el campo de visión a la vez.
Entre los resultados, esto demuestra que una de las galaxias tiene una imagen en espejo, o imagen especular. SMACS 0723 se puede ver cerca de la constelación de Volans, en el cielo del hemisferio sur.
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