Never-before-seen details of the early universe revealed

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A mediados del año pasado, el equipo del telescopio espacial James Webb divulgó las primeras imágenes. Una de ellas fue la conocida como fotografía de campo profundo. Donde a través de observar una misma zona por largos periodos de tiempo se captura la luz de galaxias distantes. En esta ocasión el equipo de NASA y ESA nos ofrecen la fotografía más profunda hasta la fecha sobre el cúmulo de Pandora. Revelando hasta 50 000 objetos.

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Recreación artística del telescopio espacial James Webb junto a varios de sus posibles objetivos de observación.

Mirando al pasado

Desde el Big Bang y la actualidad el universo ha cambiado enormemente. Billones de estrellas han existido. La muerte de estas modifica la presencia y proporción de los diferentes elementos de la tabla periódica. A su vez, los objetos se van separando entre sí debido a la expansión del universo. Eso genera un proceso conocido como corrimiento al rojo cosmológico. Afectando la longitud de onda de la luz que es emitida por los objetos.

Entre más lejos observemos en el universo, estamos viendo más en el pasado. Y empleando poderosos telescopios tenemos la capacidad de apuntar hacia los objetos que existieron poco después del inicio del universo. También es necesario estudiar las longitudes de onda en el infrarrojo, dado que la luz es estirada hasta salirse del espectro visible.

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Fotografía de campo ultra profundo del cúmulo de Pandora visto en infrarrojo por James Webb. Créditos: NASA, ESA, CSA, I. Labbe (Swinburne University of Technology), R. Bezanson (University of Pittsburgh), A. Pagan (STScI)

Campo profundo

El cúmulo de Pandora es una región que previamente había sido estudiada por el telescopio espacial Hubble. Pero con la limitación de tener una resolución ligeramente menor y no poder observar las longitudes de onda más largas, como es el infrarrojo. Toda la luz de esta región distante ha recorrido una muy larga distancia. Mostrando así también la vastedad del espacio y las enormes distancias que separan a los objetos. Como parte del programa UNCOVER; por las siglas en inglés de observaciones ultraprofundas previas a la época de reionización con NIRSpec y NIRCam, se espera conocer el universo primitivo.

Alrededor de 50 000 fuentes de luz son visibles en este campo profundo sobre el cúmulo de Pandora. En la imagen destaca una estrella de la Vía Láctea con el característico patrón de difracción de seis puntas causado por los espejos del telescopio. Esta misma es rodeada por numerosos glóbulos blancos.

Uno de los aspectos más importantes de esta fotografía es emplear las lentes gravitacionales para ver mucho más allá de lo que permiten los instrumentos. Siendo estas causadas por perturbaciones gravitacionales sobre el camino que toma la luz desde la fuente hasta nuestros detectores. La mayoría de estas aparecen como arcos de tonalidad rojiza, correspondientes a galaxias lejanas del universo joven.

Entre las lentes gravitacionales aparece un intrigante objeto. Una fuente de luz muy compacta que se muestra como un pequeño punto rojo. Los primeros estudios proponen que este es un agujero negro en el universo temprano que se ha visto magnificado. Futuros análisis con el instrumento NIRSpec ofrecerán mediciones de distancia y composición. Aprovechando los nuevos datos que permite recoger James Webb con su observación en infrarrojo.

Francisco Andrés Forero Daza