Los espectaculares 'huesos' de la galaxia: una nueva mirada a las profundidades del universo

El telescopio espacial James Webb utiliza luz infrarroja para escudriñar a través del polvo interestelar, revelando un universo que incluso los científicos consideran sobrecogedor: "Te deja sin aliento".

Decenas de miles de estrellas jóvenes nunca vistas hasta ahora estaban envueltas en el polvo cósmico de la nebulosa de la Tarántula. El telescopio espacial James Webb de la NASA puede penetrar a través de las nubes de polvo para ver las estrellas gracias a su resolución sin precedentes en longitudes de onda infrarrojas. La región más activa parece brillar con estrellas masivas de color azul pálido. Dispersas entre ellas hay estrellas recién formadas, de aspecto rojo, que aún no han salido del polvoriento capullo de la nebulosa.

Fotografía de Mosaic by NASA, ESA, CSA, STScI, Webb ERO Production Team
Por Nadia Drake
Publicado 22 dic 2022, 10:39 CET

Desde su posición a más de un millón de kilómetros de distancia, el telescopio espacial James Webb de la NASA está revelando un universo más rico y desconcertante de lo que los astrónomos imaginaban: un cosmos que se oculta en gran medida tras un velo de polvo.

El JWST, el mayor telescopio espacial de la historia, atraviesa ese velo captando luz infrarroja. La luz infrarroja, menos energética que la que ven nuestros ojos, atraviesa más fácilmente el polvo cósmico, y el espejo de 6 metros de ancho del telescopio puede captar esta luz de algunos de los objetos más distantes del universo.

"El polvo interestelar es más parecido al humo. Es más pequeño que las partículas de polvo de tu estantería", explica Jane Rigby, científica del proyecto de operaciones del JWST. "Mi padre es bombero, así que pienso que es como estar en una habitación llena de humo con poca visibilidad".

(Relacionado: Entendiendo el universo inédito y sublime de las primeras imágenes a color del James Webb)

Caparazones de polvo cósmico aparecen como anillos de árbol alrededor de la estrella Wolf-Rayet 140 en esta imagen del JWST. Las estrellas Wolf-Rayet se encuentran en una fase avanzada de su ciclo vital, liberando elementos pesados al espacio, y ésta forma parte de un sistema binario con una estrella de tipo O, uno de los tipos de estrella más masivos conocidos. La notable regularidad del espaciado de las capas indica que éstas se forman como un reloj durante la órbita de ocho años del sistema, cuando las dos estrellas del binario se aproximan más la una a la otra.

Fotografía de Image by NASA, ESA, CSA, STScl, JPL, Caltech

Con su ojo infrarrojo, el JWST puede mirar a través de los fuegos fatuos del universo. Lanzado hace menos de un año y plenamente operativo desde hace sólo seis meses, el telescopio ya está revelando una sorprendente variedad de objetos cósmicos.

En una reunión celebrada recientemente en el Space Telescope Science Institute de Baltimore (Estados Unidos), los científicos compartieron algunos de los primeros resultados del observatorio. Entre ellos se incluyen las distancias a algunas de las galaxias más lejanas descubiertas hasta la fecha, cúmulos estelares antiguos recién observados, una nube de agua que rodea a la luna Encélado de Saturno y cáscaras de polvo simétricas que envuelven a una estrella grande y borrascosa: nubes de partículas que son expulsadas regularmente por la propia estrella.

(Relacionado: Así es la ingeniería española a bordo del telescopio James Webb)

Izquierda: Arriba:

El Instrumento del Infrarrojo Medio (MIRI) de Webb capta una tormenta de gas y polvo en los icónicos Pilares de la Creación. Cuando se forman nudos de gas y polvo en estas regiones, pueden colapsar bajo su propia gravedad, calentarse lentamente y acabar formando nuevas estrellas.

Fotografía de Image by NASA, ESA, CSA, STScI; IMAGE PROCESSING: Joseph DePasquale (STScI), Alyssa Pagan (STScI)
Derecha: Abajo:

En cambio, la cámara de infrarrojo cercano de Webb (NIRCam) es capaz de mirar a través de los pilares polvorientos para mostrar estrellas recién formadas en tonos rosa, rojo y carmesí. La luz en el infrarrojo cercano puede penetrar las gruesas nubes de polvo, lo que permite a los astrónomos conocer mejor esta increíble escena. Los pilares son una pequeña región dentro de la nebulosa del Águila, una vasta región de formación estelar situada a 6500 años-luz de la Tierra.

Fotografía de Image by NASA, ESA, CSA, STScI; IMAGE PROCESSING: Joseph DePasquale (STScI), Anton M. Koekemoer (STScI), Alyssa Pagan (STScI)

Thomas Zurbuchen, jefe científico de la NASA, dice que ver como el JWST otea a través del polvo cósmico es un poco como ver las nubes despejarse desde lo alto de una montaña en su Suiza natal.

"De repente, la niebla se disipa y tu corazón late más rápido", dice. "Te deja sin aliento. Ves la naturaleza con colores increíbles, y es más hermosa de lo que nunca imaginaste".

El telescopio espacial James Webb se asoma al corazón de M74, también conocida como la Galaxia Fantasma. La visión infrarroja de Webb revela delicados filamentos de gas y polvo en los grandiosos brazos espirales que serpentean hacia el exterior desde el centro. La falta de gas en el centro ofrece una visión sin obstáculos del cúmulo estelar situado en el núcleo de la galaxia.

Fotografía de Image by ESA, Webb, NASA & CSA, J. Lee and the PHANGS-JWST Team

Otras imágenes del observatorio espacial captan partes distantes y primordiales del cosmos, como la primera imagen hecha pública: una pequeña porción de cielo tachonada de innumerables galaxias antiguas. Para obtener esa imagen, el telescopio estuvo mirando fijamente en la oscuridad durante 12,5 horas, recogiendo luz infrarroja que había estado viajando por el espacio durante miles de millones de años. 

"La razón por la que me sentí tan emocionalmente abrumado por ello fue el reconocimiento de que lo que estoy viendo siempre ha estado ahí, durante miles de millones de años, casi un tiempo abrumadoramente largo, y sin embargo no lo habíamos visto", dice Zurbuchen. "Este es el comienzo de un viaje a lo desconocido, con un nuevo par de ojos".

Izquierda: Arriba:

La sinuosa estructura espiral de la galaxia IC 5332 se revela en luz ultravioleta y visible captada por el telescopio espacial Hubble. Regiones oscuras y polvorientas parecen separar los brazos espirales.

Derecha: Abajo:

Utilizando el instrumento de infrarrojo medio (MIRI) de Webb, esas mismas regiones polvorientas dejan de ser oscuras. Webb es capaz de mirar a través del polvo y ver los "huesos" de la galaxia.

fotografías de Image by ESA, Webb, NASA & CSA, J. Lee and the PHANGS-JWST and PHANGS-HST Teams
Izquierda: Arriba:

El Observatorio ALMA detectó polvo (rojo) en el centro de los escombros de la Supernova 1987A, lo que sugiere que este tipo de explosiones estelares son fábricas de polvo cósmico. La luz visible (verde) del Hubble y los rayos X (azul) del Observatorio de Rayos X Chandra muestran la onda expansiva de la supernova. Las supernovas como SN 1987A pueden agitar el gas circundante y desencadenar la formación de nuevas estrellas y planetas enriquecidos con elementos como carbono, nitrógeno, oxígeno y hierro, los componentes básicos de toda la vida conocida.

Fotografía de Composite by X-ray: NASA, CXC, SAO, PSU, D. Burrows et al.; Optical: NASA, STScI; Millimeter: NRAO, AUI, NSF)
Derecha: Abajo:

Casiopea A es el remanente de una estrella masiva que murió hace 325 años en una violenta explosión de supernova. Está formada por una estrella muerta, llamada estrella de neutrones, y una capa de material que la rodea y que se desprendió al morir la estrella. Esta imagen es una composición realizada por tres observatorios de la NASA en tres longitudes de onda diferentes: datos infrarrojos del telescopio espacial Spitzer (rojo), datos visibles del Hubble (amarillo) y datos de rayos X del Chandra (verde y azul).

Fotografía de Image by NASA, JPL-Caltech, STScI, CXC, SAO Animation: NASA, JPL-Caltech, Univ. of Ariz., STScI, CXC, SAO

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

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