El lote inaugural de imágenes del potente telescopio espacial James Webb ha abierto un nuevo capítulo de la exploración cósmica, pero los astrónomos afirman que los descubrimientos más importantes del observatorio pueden ser aquellos que aún no han imaginado.
Galaxias lejanas en colisión, exoplanetas gigantes gaseosos y sistemas estelares moribundos han sido los primeros objetos celestes captados por el multimillonario observatorio, poniendo en evidencia su amplia gama de capacidades de imagen infrarroja y demostrando que el telescopio funciona tal y como fue diseñado.
La galería de primeras fotos y datos espectrográficos del Webb, que los astrónomos compararon con los resultados de una mera “práctica de tiro” mientras preparaban el telescopio para la ciencia operativa, también anticipó varias áreas de investigación previstas para el futuro.
Preguntas que astrónomos aún no se han planteado
La agenda de investigación, seleccionada por concurso, incluye la exploración de la evolución de las galaxias primitivas, el ciclo de vida de las estrellas, la búsqueda de planetas habitables en órbita de soles lejanos y la composición de las lunas de nuestro propio sistema solar exterior.
Pero los hallazgos más revolucionarios del Webb, 100 veces más sensible que su predecesor, el todavía operativo Telescopio Espacial Hubble, pueden resultar ser descubrimientos accidentales o respuestas a preguntas que los astrónomos aún no se han planteado.
Un enorme mosaico del Quinteto de Stephan es la mayor imagen obtenida hasta la fecha por el telescopio espacial James Webb de la NASA/ESA/CSA, que cubre aproximadamente una quinta parte del diámetro de la Luna.
“Quién sabe lo que vendrá para el JWST. Pero estoy seguro de que vamos a tener muchas sorpresas”, dijo el martes René Doyon, investigador principal de uno de los instrumentos del Webb, el Near-Infrared Imager and Slitless Spectrograph, en el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Maryland, donde la agencia desveló las primeras imágenes a todo color del observatorio.
Con el Webb abierto al público siete meses después de su lanzamiento en diciembre, los astrónomos se preparan para “algo que está ahí fuera y que nunca imaginamos que estaría ahí”, dijo John Mather, astrofísico principal de la NASA, ganador del Premio Nobel, cuyo trabajo durante la década de 1990 ayudó a cimentar la teoría cosmológica del “Big Bang”.
Materia oscura y energía oscura
Mather y otros científicos apuntaron a la materia oscura, un andamiaje cósmico invisible y poco conocido, pero teóricamente influyente, como un enigma que Webb podría desvelar durante su misión.
Asimismo, el Hubble abrió todo un nuevo campo de la astrofísica dedicado a otro fenómeno misterioso, la energía oscura, ya que sus observaciones de las supernovas condujeron al inesperado descubrimiento de que la expansión del universo se está acelerando.
En conjunto, los científicos estiman que la energía y la materia oscuras representan el 95 % del universo conocido. Todas las galaxias, los planetas, el polvo, los gases y el resto de la materia visible del cosmos componen sólo el 5 %.
“Fueron grandes sorpresas”, dijo Mather sobre los primeros descubrimientos de materia y energía oscuras.
Amber Straughn, científico adjunto del proyecto que trabaja con Webb, dijo: “Es difícil imaginar lo que podríamos aprender con este instrumento cien veces más potente que realmente aún no conocemos”.
Cúmulo de galaxias distante
La materia oscura ya ha ocupado un lugar destacado en la primera imagen de “campo profundo” del Webb, una foto compuesta de un cúmulo de galaxias distante, SMACS 0723, que ofrece la visión más detallada hasta la fecha del universo primitivo gracias a un efecto de aumento llamado lente gravitacional.
La enorme masa combinada de galaxias y otras materias invisibles en el primer plano de la imagen deforma el espacio circundante lo suficiente como para amplificar la luz procedente de galaxias más distantes detrás de ellas, haciendo que se vean objetos más débiles y lejanos, y por tanto más atrás en el tiempo.
Al menos una de las diminutas motas de luz que “bombardean” el borde de la imagen se remonta a 13.100 millones de años, es decir, casi el 95 % del camino hacia el Big Bang, el punto de inflamación cósmica teórico que puso el universo en movimiento hace 13.800 millones de años.
El telescopio James Webb ha revelado por primera vez el manto de polvo que rodea a la segunda estrella, mostrada a la izquierda en rojo, en el centro de la nebulosa del anillo sur.
Evidencia indirecta de la presencia de la materia oscura
Pero como la masa combinada calculada de toda la materia visible en el primer plano es insuficiente por sí sola para producir la débil distorsión circular que se ve en la imagen, el efecto de lente es una firme evidencia indirecta de la presencia de la materia oscura.
“Es la herramienta más poderosa que tenemos, desde el punto de vista astrofísico, para hacer este tipo de experimento de lentes”, dijo Jane Rigby, científica del proyecto de operaciones Webb. “No podemos detectar directamente la materia oscura, pero vemos su impacto… podemos ver sus efectos en acción”.
“El universo ha estado ahí fuera, solo teníamos que construir un telescopio para ver lo que había”, añadió.
Firma molecular del vapor de agua
También se arrojó nueva luz de forma inesperada a partir del primer análisis espectrográfico de Webb de un exoplaneta de un sistema solar lejano, en este caso un gigante gaseoso del tamaño aproximado de Júpiter apodado WASP-96 b.
La medición de las longitudes de onda de la luz filtrada a través de la atmósfera del exoplaneta mientras orbita alrededor de su propio sol reveló claramente la firma molecular del vapor de agua en las nubes y la bruma, características que los científicos se sorprendieron de encontrar.
“Hay descubrimientos en estos datos”, dijo el científico del programa Webb Eric Smith. “Estamos haciendo descubrimientos y realmente aún no hemos empezado a intentarlo”.
