Ya estaban las fotos fascinantes, pero los primeros resultados científicos del nuevo telescopio espacial James Webb son posiblemente aún más espectaculares. “Esperábamos algunas sorpresas, pero no tan rápido ni tan drásticas”.
¿Es esa la luz de freno de un coche? ¿Quizás la punta ardiente de un cigarrillo? ¿O una foto muy ampliada del botón de espera de un televisor? Haga coincidir los borrosos grupos rojos de píxeles angulares con las espectaculares imágenes del telescopio espacial James Webb publicadas a mediados de julio, imágenes de nebulosas elegantemente desplegadas en abanico y galaxias nítidas, y pronto se encogerá de hombros.
Y, sin embargo, son precisamente esas manchas brumosas las que, mucho más que las fascinantes vistas cósmicas que antes eran noticia, ahora están causando un entusiasmo cada vez mayor entre los astrónomos de todo el mundo.
Si las primeras señales no engañan, estas colecciones de píxeles rojos revelan las galaxias más distantes que la humanidad haya visto jamás. Las galaxias que ves aquí, variantes extremadamente jóvenes de la Vía Láctea en las que pasamos nuestra vida cósmica, han sido capturadas por la cámara tal como aparecieron solo unos cientos de millones de años después del Big Bang. Y si bien eso suena largo para los estándares humanos, ese tiempo palidece en comparación con los casi 14 mil millones de años que el universo ha existido. Los sistemas de la foto son, en definitiva, muy jóvenes. Algunas incluso pueden estar entre las primeras galaxias en aparecer en el Universo.
Esas fotos cósmicas de bebés te permiten sumergirte maravillosamente en el tiempo encantador y profundo del espacio, períodos de tiempo vertiginosamente largos que hacen palidecer las vidas humanas. Aún así, estas galaxias no son solo descubrimientos de ensueño o adiciones divertidas a los libros de registros astronómicos. No, también tienen un interés científico considerable.
De hecho, estas galaxias muy jóvenes pueden revelar la evolución de estos objetos cósmicos. Compárelo con los biólogos que hasta ahora solo han visto los ejemplares adultos de una especie animal y luego descubren de repente la fase de bebé. Si la vida comenzó en un huevo, como una pequeña versión del animal adulto, o si ves una oruga antes de que se convierta en mariposa: hace la diferencia.
Es lo mismo en el cosmos. Y si los primeros hallazgos tentativos no engañan, ya están surgiendo varios indicios de que los astrónomos pronto tendrán que ajustar la visión predominante de la evolución de esas galaxias, desde el momento del Big Bang hasta el presente.
“Es realmente increíble lo que la comunidad internacional ya ha encontrado en las primeras dos semanas desde que estos datos se hicieron públicos”, dice la astrónoma Mariska Kriek de la Universidad de Leiden. “Ya sabíamos que James Webb revelaría cosas innovadoras. Pero ahora lo vemos de verdad. Y ciertamente no defrauda.”
Fruta madura
El telescopio espacial James Webb, el nuevo buque insignia de la astronomía internacional, es el ‘sucesor’ del telescopio espacial Hubble y fue construido, entre otras cosas, para escudriñar el cosmos más profundamente que nunca. Por eso no mira la luz ‘normal’, sino la radiación de calor invisible al ojo humano. La luz proveniente de las profundidades del espacio se estira a lo largo del camino. Lo que hace mucho tiempo era luz visible, con una longitud de onda más corta, llega aquí como radiación térmica, que tiene una longitud de onda más larga.
Para captar esa radiación de calor de las profundidades cósmicas, la parte inferior del telescopio se cubre con un parasol, del tamaño de una cancha de tenis, que lo mantiene frío. En parte debido a esto, Webb es tan sensible que, si estuviera en la Tierra, podría medir la radiación de calor de un abejorro en la superficie de la luna.
Era obvio que esta superpotencia astronómica conduciría a descubrimientos espectaculares. Y, sin embargo, los astrónomos de todo el mundo han ido de sorpresa en sorpresa desde que el telescopio comenzó a recopilar datos. “No creo que ninguno de nosotros pudiera haber previsto que veríamos tantas galaxias a una distancia tan grande. Esperábamos algunas sorpresas, pero no tan rápidas ni tan drásticas”, dijo la semana pasada el astrónomo de la Universidad de California, Guido Roberts-Borsani. contra el semanario de divulgación científica Científico nuevo.
“Ya estamos recogiendo la fruta madura”, resume Kriek estas primeras semanas. Y aunque hay muchos más frutos, y sobre todo mucho más hermosos, de los que los astrónomos se habían atrevido a esperar, ahora se trata principalmente de trabajar duro: analizar la mayor cantidad posible de datos de medición, registrar todo cuidadosamente y describirlo en artículos especializados. .
Todavía no es tiempo de separar el trigo de la paja. “Por eso tenemos que tener mucho cuidado”, advierte la astrónoma Karina Caputi de la Universidad de Groningen, experta en galaxias muy distantes. Todos los resultados que surgieron durante las dos primeras semanas hasta ahora solo se han publicado en el sitio de prepublicación científica Arxiv. Solo cuando otros astrónomos han estudiado críticamente estos artículos y los han evaluado como satisfactorios, la llamada revisión por pares, terminan en las principales revistas. E incluso entonces, todavía no hemos llegado allí, dice Caputi. “La distancia aún debe confirmarse para todas estas galaxias”.
corrimiento al rojo
Expertos como Caputi determinan la distancia de las galaxias distantes utilizando lo que se conoce como corrimiento al rojo, un término técnico que se refiere al hecho de que las galaxias distantes aparecen más rojas que las más cercanas.
Así es. Debido a la expansión del universo, las galaxias distantes se están alejando de nosotros más rápido. La luz que se aleja de ti cambia de color como la sirena de una ambulancia a toda velocidad cambia de tono. Y lo que el tono es al sonido, el color es a la luz: es por eso que las galaxias que se mueven más rápido y, por lo tanto, más distantes parecen más rojas que las más cercanas.
Para la primera determinación aproximada de la distancia, los astrónomos simplemente observan qué tan rojas son las galaxias. Solo: a veces accidentalmente sacas la conclusión equivocada. “Una galaxia rodeada por una gran cantidad de polvo a veces puede parecer más roja de lo que debería en función de su distancia”, dice Caputi.
Requerirá que vuelva a mirar las galaxias extremadamente distantes que se encuentran ahora, de una manera ligeramente diferente y más precisa, para confirmarlo. Si, por ejemplo, es posible hacer un espectro de dicho sistema, una firma de los colores presentes a la luz de dicho sistema, puede determinar el corrimiento al rojo con mucha precisión y sabe la distancia con seguridad.
“Por lo tanto, creo que para la segunda ronda de observación, que probablemente comenzará a principios de 2023, recibiremos muchas solicitudes para realizar mediciones de verificación en sistemas extremadamente distantes”, dice Kriek, quien participó activamente en uno de los paneles. ese tiempo de observación en el James Webb. “Para esta primera serie de mediciones, tuvimos aproximadamente cuatro veces más solicitudes que el tiempo de observación disponible. Creo que la competencia solo será más grande a partir de ahora”.
francamente increíble
Los hallazgos de las primeras galaxias distantes no solo son sorprendentes en número, las distancias en sí mismas son en algunos casos simplemente asombrosas. Si la galaxia más distante que vio el Hubble tenía un corrimiento al rojo de 11, lo que se traduce en una edad de unos 400 millones de años después del Big Bang, los datos de James Webb ya han identificado docenas de candidatos mucho más allá.
Por ejemplo, el 19 de julio, mancha roja GLASS-z13 en, con un corrimiento al rojo estimado de 13. Esto agudizará inmediatamente el registro, si el hallazgo se mantiene, en unos 100 millones de años. Espectacular, si no fuera por el hecho de que James Webb ha estado rompiendo sus propios récords una y otra vez últimamente.
Solo mire el punto de ceniza ardiente de ‘Maisie’s Galaxy’, llamado así por la hija del descubridor, a un corrimiento al rojo de 14. O no, ey, alto: hay dos sistemas otra vez con un corrimiento al rojo de 16. Un grupo de investigación de repente incluso encontró sistemas la semana pasada a un corrimiento al rojo de 20aproximadamente 180 millones de años después del Big Bang. Es el registro preliminar.
Caputi espera que sea difícil romper ese récord mucho más. “Las primeras galaxias se formaron durante ese período de tiempo”, dice ella. Sin embargo, cada vez más galaxias en el cielo son también cada vez menos brillantes. “Y cada vez es más difícil verlos”.
Queda la pregunta de si lo que ahora vemos es real o si es un caso de ilusión de color rojo. “Si incluso el 20 por ciento de las galaxias están en realidad en el corrimiento al rojo informado, es una fuerte evidencia de que este tipo de galaxias se forman muy temprano y muy rápido y se vuelven muy masivas y brillantes muy rápidamente”, dijo el astrónomo Rohan Naidu del Harvard-Smithsonian Center for Astrofísica sobre eso Científico nuevo. Por lo tanto, debe ser bastante difícil si los hallazgos actuales no se van a dejar en el futuro.
Además, dice Caputi: “Las imágenes en las que se han encontrado estas galaxias están lejos de ser las más profundas que James Webb va a hacer del universo. Cuando pienso en lo que podríamos haber visto en seis meses… Oh Dios mío.”
Más masivo, más regular, más extraño
Los primeros resultados del telescopio espacial James Webb no solo destacan las galaxias extremadamente distantes. Así que sugiere un nuevo estudio que algunas galaxias están acumulando muchas estrellas y masa antes de lo esperado. “Si eso es cierto, realmente tenemos que volver a la mesa de dibujo”, dice la astrónoma Mariska Kriek. La colega Karina Caputi, sin embargo, cree poco al respecto. “Están utilizando un nuevo método analítico que aún no ha sido suficientemente probado”, dice ella.
Ese es el problema con este tipo de estudios: se escriben rápidamente y aún falta el control crítico de los colegas. Sin embargo, muestran el tipo de información que puede proporcionar Webb. Así es como un grupo descubre más sistemas en forma de disco que antes, el otro que las galaxias son mas compactas que vio el predecesor Hubble, y un tercero revela una extraña galaxia atípica que casi sin elementos pesados contiene. Es la punta de una montaña cada vez mayor de publicaciones que pueden inclinar la imagen de la evolución de las galaxias. Y luego las mediciones de, por ejemplo, las atmósferas de planetas distantes todavía tienen que comenzar en su mayor parte.
“Es como estar en un teatro y hasta ahora solo podías ver el universo a través de las rendijas de la cortina”, dice Kriek. “Con Webb, esas cortinas se han abierto. Ahora de repente vemos todo el escenario”.