mala astronomia | Las primeras imágenes de JWST han sido reveladas

¡Ellos están aquí! Después de más de 25 años de diseño, planificación y construcción liberarY el desplegarY el PruebasLos Se han publicado las primeras imágenes científicas de JWSTRevela toda la promesa y la asombrosa naturaleza de lo que este gran observatorio puede lograr.*.

JWST Es un telescopio infrarrojo, lo que significa que está diseñado para ver Luz con longitudes de onda más largas de lo que nuestros ojos pueden percibir. Esto es importante para la astronomía: por ejemplo, los objetos cálidos emiten luz infrarroja, y esto incluye cosas como el polvo esparcido entre estrellas, planetas, enanas marrones y más, por lo que tendremos una mejor vista de estas cosas que nunca. Las galaxias distantes en el borde del universo visible se están alejando de nosotros debido a la expansión del universo.el corrimiento al rojo de la luz en la parte infrarroja del espectro, lo que significa que JWST los verá claramente y nos brindará la mejor información que tenemos sobre ellos.

El enorme espejo mide 6,5 metros de largo, Consta de 18 espejos hexagonales chapados en oro más pequeños.recoge una gran cantidad de luz y proporciona una vista nítida del universo, por lo que las imágenes son limpias y de alta resolución, y la batería de filtros significa que podemos convertirlas en imágenes coloridas para complacer a nuestros ojos e informar a nuestro cerebro.

Y, oh, tus ojos y tu mente están esperando. ¡Vamos!


NGC 3132, la Nebulosa del Anillo Sur

NGC 3132 El nebulosa planetariaY el El gas y el polvo brotaron de una estrella que se parecía mucho al Sol, pero luego se quedó sin combustible en su núcleo y murió.. La estrella central se expandió hasta convertirse en una gigante roja, expulsando gruesas capas de material, y luego revelando su núcleo caliente que luego expulsó gas menos denso pero más caliente y más rápido en los objetos previamente expulsados. Esto esculpió una enorme burbuja en expansión en él.

El material exterior hecho de gas molecular frío y polvo se puede ver en NIRCAM (Cámara infrarroja cercana) La imagen es naranja, gruesa y muy texturizada con el material estirado. El gas ionizado más caliente se llama plasmaSe ve llenando la cavidad de azul. el alegre (instrumento infrarrojo medio) La cámara muestra longitudes de onda más largas y la mayor detección es que la estrella en el centro está realmente allí dos Estrellas, sistema binario. La segunda estrella está enterrada en tanto material que no se puede ver en longitudes de onda más cortas.

El movimiento binario puede haber formado esta nebulosa, Sus órbitas giran una alrededor de la otra esculpiendo la forma en que sale el gas.. Esta imagen del JWST ayudará a los astrónomos a comprender las condiciones bajo las cuales mueren estrellas como el Sol: arroja millones de toneladas de material a la galaxia, que luego puede incorporarse a la formación de estrellas recién formadas. Aquí vemos la muerte de una estrella, pero también muestra cómo ayuda en el nacimiento de la próxima generación de estrellas.


quinteto de stefan

300 millones de años luz de la Tierra quinteto de stefan, un pequeño grupo de galaxias interactuando… bueno, cuatro de ellas también. La quinta, NGC 7320 (izquierda) es en realidad una galaxia en primer plano que coincidentemente se alinea con el cúmulo más externo.

La imagen de NIRCAM muestra gas frío y polvo en el cúmulo, incluidas algunas de las dos galaxias NGC 7318 a y b (centro), que son galaxias que se encuentran en lo profundo del proceso de colisión. La gravedad de las dos galaxias podría enviar rayos de material, Llamar colas de mareaque luego se enfrían y forman estrellas.

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La imagen de MIRI muestra algo más: el centro de NGC 7139 (arriba) es muy brillante, lo que significa que estamos viendo una luz masiva procedente de un agujero negro supermasivo que devora gas y polvo con avidez en el núcleo galáctico. Este material se calienta y brilla mucho cuando se cae.. Las imágenes como esta (y los espectros) pueden proporcionar a los astrónomos una gran cantidad de información sobre este proceso, como la masa de un agujero negro, la cantidad de material que come, qué sucede con ese material cuando cae y Cómo algunos de ellos son expulsados ​​en rayos o chorros largos y delgados que pueden salir volando del agujero negro a velocidades de una fracción justa de la velocidad de la luz.!


Avispa-96b

Aproximadamente a 1.100 años luz de la Tierra hay una estrella similar al Sol, pero orbitada a su alrededor por un exoplaneta similar al sistema solar. Este planeta es WASP-96bun planeta caliente del tamaño de nuestro Júpiter, pero con la mitad de su masa, y orbita la estrella una vez cada 3,4 días a una distancia de solo unos 7 millones de km.

La parte superior de la atmósfera de WASP-96b es abrasadora, alrededor de 1000 °C (1800 °F). El planeta pasa frente a la estrella una vez por órbita visto desde la Tierra, un evento llamado Cruce. Aquí está la parte divertida: la luz de la estrella atraviesa la atmósfera superior del planeta en su camino hacia la Tierra. Los átomos y moléculas en el aire del planeta absorben longitudes de onda muy específicas de esta luz. Entonces, si tomamos un espectro de esa luz y lo dividimos en cientos o miles de colores, podemos ver esas pequeñas caídas en el brillo causadas por los componentes de la atmósfera del planeta, revelando su composición.

WASP-96b fue elegido específicamente porque carece de nubes, lo que nos permite profundizar en su atmósfera. ¡JWST ha hecho exactamente eso, y el espectro tomado revela la presencia de vapor de agua en la atmósfera del planeta! Las caídas en el espectro son donde el agua caliente (vapor) absorbe la radiación infrarroja. Nos dice no sólo que está ahí, sino cuánto es. No solo eso, sino que las caídas no coinciden con los modelos de atmósfera clara, lo que significa que está ahí. ser Algunas nubes en el cielo de WASP-96b, así como neblina, pequeñas partículas suspendidas en la atmósfera.

Hemos visto espectros de tránsito de exoplanetas calientes antes, pero nada parecido a estos detalles en el infrarrojo. Más espectros de otros planetas revelarán más información, como la presencia o ausencia de cosas como silicato (una sustancia rocosa), metano y más. Este proceso también debería funcionar para planetas más pequeños, aunque es más difícil. Futuras observaciones podrían revelar qué ocurre en las atmósferas de planetas más parecidos al que habitamos, pero las estrellas orbitan alrededor de billones o cuatro mil millones de kilómetros.


Nebulosa de Carina

En la constelación austral de Carina hay una enorme nube de gas y polvo en expansión llamada ridículamente Nebulosa de Carina. A unos 7.000 años luz de distancia de la Tierra, es una de las galaxias más activas de la Vía Láctea. fábricas de formación de estrellas.

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En esta imagen JWST NIRCAM, puede ver un puñado de estrellas muy masivas y luminosas arriba. Esto expulsa la radiación y los vientos de las partículas subatómicas que engullen y evaporan el gas y el polvo. Esto deja una pared de material, esa línea horizontal festoneada y brillante, con material más denso debajo y material menos denso y más caliente en la parte superior. Casi parece la cresta de una montaña o, apropiadamente, un banco de nubes.

En la imagen de MIRI podemos ver los efectos de esto: allí nacen decenas de estrellas, Algunas personas descargan gasolinaotros todavía están profundamente rodeados por las sustancias que los componen.

Entendemos mucho sobre el nacimiento de estrellas, pero el diablo está en los detalles. Las imágenes de alta resolución como estas nos ayudarán a ver mejor el proceso ensamblado, y los espectros infrarrojos de las estrellas individuales arrojarán una gran cantidad de información sobre cómo se encienden las estrellas por primera vez, qué sucede con el material que las rodea cuando eso sucede y cómo esos materiales formarán planetas.


SMEX 0723

La primera imagen de campo profundo de JWST muestra SMACSJ0723.3−7327Un grupo de galaxias, un grupo de cientos de galaxias que orbitan alrededor de su centro de gravedad común. Se encuentra a unos 4.500 millones de años luz de la Tierra.

Ahora te cuido, Esta imagen es un poco confusa. Los objetos afilados con protuberancias suaves son todas estrellas en nuestra Vía Láctea, quizás a cientos o miles de años luz de distancia. Pero todo es vago, ¿ves? Estas son galaxias enteras., todos probablemente a miles de millones de años luz de distancia. Hay miles de ellos en esta imagen.

En los miles.

Aquí está la parte divertida: ¡solo algunos de estos son parte del conjunto SMACSJ0723.3−7327! Los puntos blancos casi circulares son parte del grupo. Pero también puedes ver docenas de galaxias altas, curvadas en arcos o manchadas en estructuras parecidas a babosas. Estas son galaxias mucho más lejanas, detrás del cúmulo visto desde la Tierra.

La masa combinada de galaxias en el cúmulo distorsiona la luz de los objetos detrás de ellos, lo que aumenta su tamaño y su brillo. En un proceso llamado lente gravitacional. Esto puede atraerlos como dulces, haciéndolos parecer arcos. Pero las galaxias individuales en el cúmulo doblan y distorsionan las formas, por lo que algunas de las formas son aún más extrañas.

La belleza de esto es que esas galaxias distantes pueden ser demasiado tenues para ser vistas sin el efecto de la lente, por lo que muchas de estas galaxias están mucho más lejos de lo que normalmente observaríamos. Encima de eso hay galaxias de fondo no relacionadas, dispersas como diamantes en terciopelo, cada una con miles de millones de estrellas.

Agregaré que si bien esto se parece a muchas imágenes similares del Hubble, La gran diferencia es que esta es una imagen infrarroja; Lo que ve en azul es en realidad una longitud de onda de aproximadamente 1 μm, en el infrarrojo cercano, verde 2 – 2,8 μm, naranja 3,56 μm y rojo 4,44 μm; Esta longitud de onda más larga es aproximadamente 7 veces más larga de lo que nuestros ojos pueden ver. Además, los campos profundos del Hubble estuvieron varios días fuera del tiempo total de exposición. El espejo más grande de JWST solo permitió tomar esta foto 12 horas.

Si bien los arcos, rayas, etc. son hermosos y llamativos, las galaxias que más me importan son los pequeños puntos rojos. Esos son los más lejanos, vistos cuando el universo era un niño pequeño.. Los espectros de esos elementos serán cruciales para comprender qué estaba haciendo el universo en ese momento, y será una de las mayores contribuciones que JWST hará a la astronomía.

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¿Qué tan lejos están esos puntos rojos? JWST tomó espectros de algunos de ellos, dividió su luz en colores infrarrojos individuales y podemos examinar las características de este espectro para averiguar la distancia a esa galaxia, los elementos que contiene y muchas otras propiedades.

Este espectro revela que la luz lo dejó. Hace 13.100 millones de años, cuando el universo tenía sólo 700 millones de años. A pesar de esta juventud, también vemos la presencia de neón y oxígeno: se forman en las estrellas y luego son lanzados a la galaxia cuando mueren, por lo que incluso a una edad tan temprana, la galaxia ha pasado por al menos una generación de estrellas que nacen. y muere.

Puedo escribir mil palabras sobre esta impresionante imagen: las galaxias están relativamente cerca y mucho más lejos; La misma curvatura del espacio-tiempo que revela la masa y la estructura de SMACS 0723; Imágenes de estrellas formándose en galaxias de fondo distorsionadas; Otras galaxias de «campo» se enrojecen debido al polvo y la distancia; incluso la belleza Imágenes de estrellas causadas por difracción En nuestra galaxia dispersa en primer plano.

Pero en cambio los dejaré con una idea simple, muy directa pero tan profunda que es fácil de entender y lo más difícil:

Esta imagen tiene un ancho de 2,4 minutos de arco. Esta es una escala de ángulo y, a modo de comparación, el ancho de la luna llena en el cielo es de 30 minutos de arco, aproximadamente 15 veces más ancho que esta imagen completa.

¿Cuál es el volumen de 2,4 minutos entonces? Es el mismo ángulo que un grano de arena de medio milímetro de ancho en la punta de tu dedo con el brazo extendido. Sosténgalo en la yema de su dedo índice y lleve su brazo frente a usted. Ese pequeño grano de arena oscurece todas estas miles y miles de galaxias.

Ahora piensa en el tamaño del cielo comparado con un grano de arena. Todo este cielo podría caber en algo como 25 millones Tales imágenes en él. Esta imagen es una parte muy pequeña del universo, pero muestra maravillas y delicias en miles.

¿Qué veremos cuando JWST mire un punto en el cielo durante tanto tiempo, cuántas decenas de miles de galaxias distantes se revelarán? ¿Cuántos cientos de miles de millones están esperando nuestra investigación?

Una vez que entiendas eso, vislumbrarás por qué los astrónomos hacen lo que hacen.

Es un mundo masivo, y queremos entender todo eso. Con JWST, hemos dado un gran paso adelante al hacer exactamente eso.


*NÓTESE BIEN: Por la polémica sobre el nombre de este observatorioSimplemente me referiré a él como JWST. Espero que la NASA reconsidere el nombre, pero hasta que eso se haga, el abreviatura Será suficiente.

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