Entendiendo el universo inédito y sublime de las primeras imágenes a color del James Webb

Las nuevas vistas de las estrellas, galaxias y nebulosas que nos ofrece el telescopio espacial de la NASA, que marcan el inicio de una nueva era para la astronomía, profundizan en el conocimiento humano del universo.

Por Nadia Drake
Publicado 13 jul 2022, 11:13 CEST
Esta vista de la nebulosa Carina evoca escenas paisajísticas de montañas y valles salpicados de estrellas ...

Esta vista de la nebulosa Carina evoca escenas paisajísticas de montañas y valles salpicados de estrellas brillantes. La imagen revela el borde de una región cercana de formación estelar llamada NGC 3324, captada en luz infrarroja por el telescopio espacial James Webb de la NASA, mostrando por primera vez zonas de nacimiento de estrellas antes invisibles.

Fotografía de Image by NASA, ESA, CSA, and STScI

Las primeras imágenes a todo color del ojo más agudo del cielo de la NASA, el emblemático telescopio espacial James Webb, se han presentado hoy al mundo desde el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la agencia espacial en Maryland. Un auditorio repleto de gente ha acogido cada una de las imágenes con vítores y sonoras muestras de emoción y entusiasmo.

La primera imagen del telescopio fue revelada el lunes por la noche en la Casa Blanca por el Presidente de Estados Unidos, Joe Biden. Representa una zona del espacio poblada por antiguas galaxias, lo que supone la visión más profunda del cosmos.

"Es realmente precioso, y está repleto de galaxias. Es es algo que ha ocurrido con todas las imágenes que hemos obtenido con Webb. No podemos tener el cielo en blanco: miremos donde miremos hay galaxias por todas partes", dice Jane Rigby, de la NASA. "Hay una nitidez y una claridad que nunca habíamos tenido".

Las otras, presentadas el 12 de julio en Goddard, capturan instantáneas de galaxias curvas en colisión; el anillo diáfano soplado por una estrella moribunda; el espectro atmosférico de un exoplaneta caliente parecido a Júpiter; y las radiantes y caóticas nubes que envuelven una guardería estelar.

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El Quinteto de Stephan, una agrupación visual de cinco galaxias, se muestra en la mayor imagen de JWST hasta la fecha. Contiene más de 150 millones de píxeles y está construida a partir de casi mil archivos de imagen independientes. Esta nueva visión está proporcionando información sobre cómo las interacciones galácticas pueden haber impulsado la evolución de las galaxias en el universo temprano.

Fotografía de Image by NASA, ESA, CSA, and STScI

"Estoy muy emocionado y aliviado, esto ha sido muy duro", dice John Mather, científico principal del proyecto JWST de la NASA. "Es imposible transmitir lo difícil que ha sido. Arriesgamos tanto para decir que íbamos a hacer esto, y es casi imposible".

Estas primeras imágenes a todo color muestran las capacidades del JWST y abarcan la amplitud de los instrumentos científicos a bordo del observatorio. Su publicación también marca el comienzo de las observaciones científicas oficiales, que en el primer año del telescopio se centrarán en galaxias antiguas, mundos alienígenas lejanos, el ciclo de vida de las estrellas, planetas recién nacidos y cuerpos celestes de nuestro propio sistema solar.

Para el equipo que está detrás de las imágenes, descorrer la cortina del universo y beber de la nueva luz cósmica fue un momento de profundo significado. Estas primeras imágenes son vistas frescas del cosmos a través de un par de ojos completamente nuevos, imágenes que, además de ser hermosas, simbolizan el poder del JWST para revolucionar nuestra comprensión del universo y nuestro lugar dentro de su ilimitado mar cósmico.

"Sientes como si el cielo se abriera, y estás en un momento del tiempo y del espacio que recordarás para siempre porque has visto el universo como nadie lo ha visto todavía", dijo Thomas Zurbuchen, administrador asociado de la NASA para la dirección de misiones científicas, a los periodistas el 29 de junio, antes de que se publicaran las imágenes.

"Es realmente difícil mirar el universo bajo una nueva luz y no tener un momento que es profundamente personal de una manera que, francamente, me sorprendió".

(Relacionado: Por qué el telescopio espacial James Webb va a revolucionar nuestra forma de ver el universo)

Capturar el cosmos

Las primeras imágenes científicas del JWST marcan el final de una rutina de despliegue de seis meses y medio. Tras su lanzamiento en diciembre de 2021, el telescopio voló hasta su destino a un millón de kilómetros de la Tierra, se desplegó en el espacio y encendió sus instrumentos. Posado en su órbita final, el JWST puede ahora hacer aquello para lo que fue construido: buscar en el universo, tanto en el espacio como en el tiempo, cosas nunca vistas antes.

Imagen del cúmulo de galaxias SMACS 0723, a la izquierda, comparada con la del telescopio espacial James Webb.

Fotografía de NASA, ESA, STScI

La primera imagen de campo profundo tomada por el telescopio espacial James Webb muestra galaxias del universo primitivo, ampliadas por un cúmulo galáctico en primer plano.

Fotografía de Image by NASA, ESA, CSA, and STScI

La imagen de campo profundo, que revela un pozo aparentemente sin fondo de galaxias, es la imagen más profunda hasta ahora del cosmos. Algunas de esas galaxias, cuya luz está deformada y estirada por la inmensa gravedad de un cúmulo de galaxias en primer plano, se ven tal y como existían hace más de 13 000 millones de años.

"Sabes que es una luz antigua, muy antigua. Ha estado viajando a través del universo durante miles de millones de años y casualmente ha rebotado en el espejo del Webb y ha llegado a la Tierra, y ahora está en mi escritorio", afirma Joe DePasquale, del Instituto Científico del Telescopio Espacial (STScI), que ha procesado estas primeras imágenes.

Los científicos también han podido discernir los elementos químicos que componen al menos una de esas galaxias. "Así es como se creó el oxígeno de nuestro cuerpo, en las estrellas, en las galaxias, y estamos viendo cómo se inicia ese proceso", dijo Rigby en el acto de presentación.

En otra imagen, una alborotada guardería estelar a unos 7600 años luz de distancia resplandece en el cielo del sur. Llamada nebulosa de Carina, envuelve una región de intensa formación estelar que también alberga el enorme y desconcertante objeto estelar Eta Carinae, una bestia tan inmensa que algunos astrónomos dicen que está superando los límites de lo que significa ser una estrella. "Hay tantas cosas que suceden aquí, que es simplemente hermoso", dice el astrofísico de la NASA Amber Straughn, señalando las burbujas, cavidades y chorros dentro de la nebulosa, las estrellas recién nacidas que nunca se han visto antes y las galaxias que acechan en el fondo.

En el extremo opuesto del ciclo de vida estelar se encuentra la nebulosa del Anillo Sur. A unos 2000 años luz de distancia y con una extensión de medio año luz, la nebulosa es una marca conmovedora y tenue de la mortalidad estelar: la bocanada de gas y polvo exhalada por una estrella moribunda.

(Relacionado: Guía de planetas solitarios en la galaxia)

En esta imagen compuesta, las observaciones en luz visible del Telescopio Espacial Hubble de la NASA se combinan con los datos infrarrojos del Gran Telescopio Binocular terrestre de Arizona para montar una vista espectacular de la conocida Nebulosa del Anillo. Llamada nebulosa planetaria, la Nebulosa del Anillo son los restos brillantes de una estrella similar al Sol.

Fotografía de NASA, ESA, STScI

Esta comparación, lado a lado, muestra las nuevas observaciones del Telescopio Espacial James Webb de la Nebulosa del Anillo Sur, a la izquierda, y una imagen compuesta de la misma nebulosa realizada con observaciones del Telescopio Espacial Hubble y el Gran Telescopio Binocular de Arizona.

Fotografía de Image by NASA, ESA, C.R. O'DELL (VANDERBILT UNIVERSITY), AND D. THOMPSON (LARGE BINOCULAR TELESCOPE OBSERVATORY), right, Image by NASA, ESA, CSA, and STScI

El JWST también captó el Quinteto de Stephan, cinco galaxias a unos 290 millones de años luz de distancia, cuatro de las cuales están atrapadas en una danza cósmica giratoria. Dos de esas galaxias se están fusionando, calentando montones de gas y polvo y alimentando el nacimiento de nuevas estrellas.

La primera imagen se completa con un espectro del exoplaneta WASP-96b, un mundo gigante situado a unos 1150 años luz de distancia que orbita su estrella cada 3,4 días. En ese espectro hay indicios de la composición atmosférica del planeta, así como información sobre nubes y brumas.

"Lo que se puede ver aquí es una firma reveladora, la huella química del vapor de agua en la atmósfera de este exoplaneta específico", dice el astrofísico de la NASA Knicole Colón. "Hay mucho más por venir".

Ensamblando el reparto

Hasta unos días antes de su lanzamiento, los primeros objetivos a todo color del JWST eran un secreto muy bien guardado, un misterio que encendía la expectación y alimentaba las quinielas entre los astrónomos. El 8 de julio, la agencia espacial publicó la lista de objetivos, todos ellos, casualmente, en el cielo del sur de la Tierra.

"Por supuesto, también miraremos el cielo del norte", dijo Zurbuchen a National Geographic.

El proceso de selección de los objetivos ha llevado años, según Klaus Pontoppidan, del STScI. Un pequeño comité propuso inicialmente más de 70 objetivos potenciales, elegidos por su valor estético y científico, y por su idoneidad para ser destacados por los instrumentos científicos del JWST. Posteriormente, el equipo eliminó los objetos que se solapaban con los proyectos previstos para el primer año de operaciones científicas del JWST. Luego fue una cuestión de serendipia: ver qué objetivos eran visibles después de que el telescopio completara medio año de preparativos para comenzar las observaciones.

"Ha sido un proceso largo", dice Pontoppidan, que dirigió el equipo de producción de imágenes. "Pero también, el mero hecho de saber que estás viendo algo por primera vez; hay muy poca gente en el mundo que pueda ver algo por primera vez. Nos sentimos muy privilegiados".

Después de que el telescopio transmitiera las imágenes a la Tierra, DePasquale y Alyssa Pagan del STScI se pusieron a trabajar en su procesamiento: calibraron la información de los diferentes instrumentos, consideraron cómo enmarcar los objetos y aplicaron el color. El JWST ve el universo en longitudes de onda infrarrojas, que son más largas de lo que los ojos humanos pueden percibir, por lo que DePasquale y Pagan aplicaron una paleta que corresponde a los colores que sí vemos: las longitudes de onda más largas son rojas, el verde es intermedio y las longitudes de onda más cortas son azules.

Por muy impresionante que sea este primer puñado de imágenes, Pontoppidan y DePasquale prometen que pronto se publicarán más. DePasquale dice que su favorito entre los primeros objetivos del JWST aún no ha sido revelado: un objeto que le cautivó mientras lo procesaba y coloreaba.

"Era tan impresionante", dice. "De vez en cuando, respiraba profundamente, me sentaba, sacaba la cabeza de los píxeles durante un minuto, miraba la imagen completa. Y tenía una sensación abrumadora de asombro y maravilla, y me sentía muy afortunado de estar aquí, en este momento".

Deleitarse con la insignificancia

Ver estas nuevas vistas del universo en toda su magnificencia, profundidad y grandeza puede ser una experiencia casi trascendental, dice Elizabeth Kessler, de la Universidad de Stanford, que estudia la estética de las imágenes astronómicas.

"Existe una larga y consolidada tradición de reflexión sobre la observación de las estrellas y el modo en que nos anima, como seres humanos, a reflexionar sobre nuestro lugar en el cosmos, nuestra relativa insignificancia, su inmenso tamaño, lo mucho que hay que saber", afirma. "Todo eso puede hacernos sentir muy pequeños, pero también nos recuerda: guau, realmente podemos obtener algún nivel de percepción, algún nivel de conocimiento".

Kessler lo compara con el conjunto de obras de arte que representan paisajes sobrecogedores del Oeste americano, lugares como el Gran Cañón, Yellowstone y Yosemite que ahora son parques nacionales. A DePasquale también le recuerdan esos paisajes del siglo XIX, sobre todo cuando mira la imagen de la nebulosa Carina. "Es tan vibrante, y los colores resaltan tanto".

Ver el universo bajo una nueva luz y deleitarse con el descubrimiento y la apreciación de la inmensidad de lo desconocido es casi exactamente lo que el filósofo alemán Immanuel Kant describió a mediados del siglo XVII como la experiencia de lo sublime: un encuentro, a menudo con algo de la naturaleza, que uno puede entender racionalmente pero no puede imaginar del todo, lo que lleva a una sensación simultánea de frustración y aprecio por la magnitud del fenómeno.

Según Kessler, lo que diferencia lo sublime del mero asombro se encuentra en las raíces de la propia palabra, un término tomado de la química. "Es un movimiento de un estado a otro", dice. "Y eso conecta con las propias formas en que algo como el JWST nos muestra lo que está más allá de nuestra visión".

Al contemplar la belleza de la nebulosa del Anillo Sur, o el impresionante número de galaxias en la imagen de campo profundo, o el caos de las colisiones cósmicas en el Quinteto de Stephan, uno se enfrenta a una nueva comprensión de la inmensidad de la realidad.

"Esta es realmente nuestra historia allí arriba", dice Zurbuchen. "No hay forma de explicar y entender nuestra vida (quienes somos hoy, cómo estamos construidos) sin mirar a las estrellas. Porque ahí es donde está nuestra historia, una historia que empezó al principio del universo".

Este artículo se publicó originalmente en inglés en nationalgeographic.com.

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