La maravilla científica detrás de las primeras imágenes de James Webb

El 11 y 12 de julio de 2022, la humanidad dio un paso hacia el futuro.

Esta imagen compuesta casi perfectamente alineada muestra la primera vista de campo profundo del JWST del núcleo de SMACS 0723 y la compara con una vista anterior del Hubble. Observar los detalles de una imagen que están ausentes en los datos del Hubble pero que están presentes en los datos del JWST nos muestra cuántas posibilidades de descubrimiento tienen por delante los científicos del JWST.

(Crédito: NASA, ESA, CSA y STScI; NASA/ESA/Hubble (STScI); Compuesto por E. Siegel)

El Telescopio Espacial James Webb (JWST) ha publicado sus primeras imágenes científicas, revelando el universo con una luz sin precedentes.

jwst campo profundo

Esta vista mejorada de la primera imagen de campo profundo del universo de JWST muestra las galaxias más brillantes y el centro del cúmulo para resaltar los detalles en las galaxias más débiles, rojas y más lejanas. Este primer espectáculo profundo solo tomó medio día para completarse con JWST. Con más de 20 años de datos por venir, solo podemos imaginar lo que se revelará.

(Crédito: NASA, ESA, CSA y STScI; Procesado por E. Siegel)

La primera imagen fue una vista profunda de la galaxia SMACS 0723, cuya gravedad magnifica los objetos en el fondo.

Se detectaron varios objetos muy diferentes en la imagen JWST de SMACS 0723, y el poder de la espectroscopia nos ha permitido determinar con precisión qué tan lejos están y cuánto se extiende su luz a través de la expansión del universo. Esta es una fuerte evidencia de las capacidades de JWST, así como una ilustración de las capacidades de una lente gravitacional.

(Crédito: NASA, ESA, CSA y STScI)

Con objetos de toda la historia cósmica, ofrece vistas más profundas y amplias del futuro.

James Webb Hubble

Parte del Hubble eXtreme Deep Field fotografiado durante 23 días, en contraste con la vista simulada predicha por James Webb en infrarrojo. Con mosaicos de gran área como COSMOS-Web y PANORAMIC, este último que se beneficia de la observación paralela pura, no solo deberíamos romper el récord cósmico de las galaxias más distantes, sino también aprender cómo eran los objetos luminosos más antiguos del universo. .

(Crédito: NASA/ESA y Hubble/HUDF; colaboración de JADES para simulación NIRCam)

Pero también se detectaron otros tres objetivos utilizando dispositivos de imágenes, ya que también revelaron galaxias inesperadas y nunca antes vistas.

Esta imagen de tres paneles muestra la vista de los “acantilados cósmicos” de la Nebulosa Carina vista por el Hubble (arriba), el instrumento NIRCam de JWST (centro) y el instrumento MIRI de JWST (abajo). Con nuestra primera edición científica, esta nueva era en la astronomía realmente ha llegado.

(Crédito: NASA, ESA, CSA y STScI; NASA, ESA y Hubble Heritage Team (STScI/AURA))

Ubicada dentro de la Vía Láctea, la Nebulosa Carina es una región polvorienta rica en gas y estrellas.

Aunque es difícil de identificar a simple vista, hay muchas galaxias que se pueden ver emergiendo a través de las nubes de los acantilados cósmicos en la Nebulosa de Carina. Varias están rodeadas manualmente aquí en la imagen recortada para la herramienta NIRCam de JWST.

(Créditos: NASA, ESA, CSA y STScI, procesado por E. Siegel)

Pero muchas galaxias aparecen a través de la materia oscurecida.

En el lado menos polvoriento de los acantilados cósmicos de la Nebulosa Carina, se pueden identificar varios objetos tenues que se extienden entre estrellas parpadeantes que habitan la mayor parte de esta región del espacio. Incluso en el plano galáctico, donde la densidad de estrellas es mayor y abunda la materia neutra, las galaxias de fondo son abundantes y es probable que aparezcan en prácticamente todas las próximas imágenes del JWST.

(Créditos: NASA, ESA, CSA y STScI, procesado por E. Siegel)

Incluso en esta densa región de nuestra galaxia, se puede ver el universo más allá.

La imagen JWST NIRCam de la Nebulosa del Anillo Sur, llena de datos (más antiguos) del Hubble, es claramente superior en varios aspectos: resolución, detalles revelados, extensión del gas exterior, etc. Como el sol acaba con sus vidas.

(Crédito: NASA, ESA, CSA y STScI)

La Nebulosa del Anillo Sur, una estrella moribunda similar al sol dentro de nuestra galaxia, también revela fuentes de fondo.

Incluso en lugares donde los restos de una estrella moribunda dentro de nuestra galaxia son más brillantes y tienen más características, muchas galaxias de fondo son reconocibles, atravesando el polvo que bloquea la luz en longitudes de onda infrarrojas.

(Créditos: NASA, ESA, CSA y STScI, procesado por E. Siegel)

Algunas galaxias penetran los zarcillos de la nebulosa débil.

Fuera de la misteriosa estructura de la Nebulosa del Anillo Sur, el fotógrafo NIRCam de JWST revela el abismo del espacio vacío. Se puede identificar un gran número de galaxias y galaxias candidatas, incluso a mano. Muchos de estos objetos nunca se habían visto antes, lo que demuestra el poder de JWST para descubrir un universo hasta ahora desconocido, incluso cuando ese no era el objetivo científico de la campaña de imágenes.

(Créditos: NASA, ESA, CSA y STScI, procesado por E. Siegel)

Otros ocupan ricamente el espacio a lo largo de su periferia.

Esta porción sin anotaciones de la vista del instrumento NIRCam de JWST de la Nebulosa del Anillo Sur revela los bordes de la nebulosa, una cadena de estrellas multiespinosas y una gran cantidad de objetos extendidos que pueden identificarse como galaxias de fondo. En cada región del espacio fotografiada por NIRCam, las galaxias esperan.

(Créditos: NASA, ESA, CSA y STScI)

En todas las direcciones y ubicaciones, hay algo increíble que exponer.

Este contraste entre la vista del Hubble del pentagrama de Stephan con la representación de NIRCam de JWST revela una serie de características que son apenas visibles o nada aparentes con un rango de longitudes de onda más corto y restringido. Las diferencias entre las imágenes resaltan las características que JWST podría revelar y que el Hubble pudo haber pasado por alto. A pesar de la belleza y el asombro que brinda esta imagen, no hay sistemas planetarios conocidos, en nuestra galaxia o en cualquier otra galaxia, donde los humanos puedan sobrevivir como lo hacemos en la Tierra.

(Crédito: NASA, ESA y el equipo ERO SM4 del Hubble; NASA, ESA, CSA y STScI)

Pero la foto pentagonal de Stefan de JWST fue la más brillante.

Fuera de las cinco galaxias miembros principales que componen el Quinteto de Stephan, la vista JWST NIRCam revela miles de galaxias de fondo adicionales, cientos de las cuales se pueden ver aquí y muchas no reconocidas previamente por ningún otro instrumento u observatorio.

(Crédito: NASA, ESA, CSA y STScI)

Galaxias de todos los colores,

Los colores y formas de las galaxias revelados aquí por NIRCam de JWST fueron determinados no solo por el color intrínseco y la forma de las galaxias y las estrellas dentro de ellas, sino también por el corrimiento al rojo cósmico y la distorsión acumulada impresa por todas las masas en primer plano. La precisión de estas galaxias de fondo no tiene precedentes.

(Crédito: NASA, ESA, CSA y STScI)

formas

Esta área extremadamente rica del espacio fue capturada durante la presentación del Quinteto de Stephan utilizando la herramienta NIRCam de JWST. Muchas de estas galaxias se agrupan en el espacio real, mientras que otras están alineadas meramente por coincidencia a lo largo de la misma línea de visión. El análisis de conglomerados de áreas como esta, muchas de las cuales serán reveladas en gran detalle por el JWST, podría proporcionar una enorme cantidad de ciencia adicional además de lo que se ha planificado.

(Crédito: NASA, ESA, CSA y STScI)

y patrones de montaje,

Así como hay muchas regiones del espacio fotografiadas que son muy densas en términos del número de galaxias y la masa total en esa región, también hay regiones como el espacio que son deficientes en densidad. JWST puede detectarlos a todos, dondequiera que apunte los ojos infrarrojos.

(Crédito: NASA, ESA, CSA y STScI)

Se puede ver en todas partes.

Esta región, ubicada en los límites de las regiones de formación estelar resultantes de la interacción de varios miembros galácticos dentro del Pentagrama de Stefan, revela abundantes detalles sobre la formación de estrellas cercanas en estas galaxias, mientras que al mismo tiempo también revela sobre las galaxias de fondo. El dicho, “El ruido de un astrónomo es la información de otro astrónomo”, se muestra en su totalidad aquí, donde los astrónomos extragalácticos y las estrellas de todo tipo pueden tener un día de campo con lo que se ha revelado en esta región del espacio.

(Crédito: NASA, ESA, CSA y STScI)

Durante mucho tiempo hemos dicho: “El ruido de un astrónomo es la información de otro astrónomo”.

La vista MIRI del pentágono de Stefan muestra características que no se pueden ver en ninguna otra longitud de onda. Su galaxia más alta, NGC 7319, contiene un agujero negro supermasivo con una masa de 24 millones de veces la masa del Sol. Adquiere activamente material y produce energía luminosa equivalente a 40 mil millones de soles. MIRI ve a través del polvo que rodea este agujero negro para revelar el núcleo galáctico activo sorprendentemente brillante. Es tan brillante, para los ojos de MIRI, que incluso tiene su característico patrón de “puntas” JWST.

(Crédito: NASA, ESA, CSA y STScI)

Para los científicos que estudian las galaxias, cada próxima imagen del JWST contiene un tesoro potencial.

James Webb uñas

La primera imagen de fase de minutos publicada por el Telescopio Espacial James Webb de la NASA muestra una sola imagen de una estrella, completa con seis picos de difracción prominentes (y dos menos prominentes), con estrellas de fondo y galaxias reveladas detrás de ellos. Las galaxias de fondo fueron una sorpresa para los astrónomos. JWST representa el universo a casi el doble de la resolución del rendimiento para el que se estableció el diseño. Incluso esas imágenes, que no se diseñaron originalmente con fines científicos, pueden ser útiles para los astrónomos que estudian el universo como una fuente de datos única e inesperada.

(crédito: NASA/STScI)

Mostly Mute Monday cuenta una historia astronómica con imágenes, imágenes y no más de 200 palabras. taciturno; sonríe más.

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