La multitud en el auditorio comenzó a murmurar, luego a jadear, cuando Emma Curtis-Lake colocó sus diapositivas en la pantalla. "¡Sorprendente!" soltó alguien.
Curtis-Lake, astrónomo de la Universidad de Hertfordshire, Reino Unido, mostró algunos de los primeros resultados sobre galaxias distantes del Telescopio Espacial James Webb (JWST) de la NASA. No fue la última vez que los astrónomos comenzaron a charlar emocionados esta semana mientras contemplaban los descubrimientos iniciales del telescopio, en un simposio celebrado en el Instituto de Ciencias del Telescopio Espacial (STScI) en Baltimore, Maryland.
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| Parte de la galaxia enana Wolf–Lundmark–Melotte (WLM) capturada por la cámara de infrarrojo cercano del telescopio espacial James Webb. Crédito: Ciencia: NASA, ESA, CSA, Kristen McQuinn (RU), Procesamiento de imágenes: Zolt G. Levay (STScI). |
Tan solo en sus primeros meses de operaciones científicas, JWST ha proporcionado información sorprendente sobre cuerpos celestes que van desde planetas en el Sistema Solar hasta estrellas en otras partes del cosmos. Estos descubrimientos han agudizado el afán de los investigadores por aprovechar más las capacidades del observatorio. Los científicos ahora están elaborando nuevas propuestas sobre lo que debería hacer el telescopio en su segundo año, incluso mientras luchan por obtener fondos y debaten si los datos del telescopio deberían ser de acceso totalmente abierto.
Lanzamiento de nudillos blancos
JWST se lanzó el 25 de diciembre de 2021 como el observatorio espacial más caro, más retrasado y más complicado jamás construido. Los astrónomos contuvieron la respiración cuando la máquina de 10.000 millones de dólares pasó por un complejo despliegue de ingeniería de seis meses en el espacio profundo, durante el cual cientos de fallas potenciales podrían haberla dañado seriamente.
Pero funciona, y espectacularmente. “Me siento muy afortunada de estar viva como científica para trabajar con este increíble telescopio”, dice Laura Kreidberg, astrónoma del Instituto Max Planck de Astronomía en Heidelberg, Alemania.
Lo primero que salió por la compuerta, en julio, fue una avalancha de preprints sobre la evolución temprana de las galaxias. La expansión del Universo ha extendido la luz de las galaxias distantes al infrarrojo, las longitudes de onda que captura JWST. Eso permite que el telescopio observe galaxias lejanas, incluidas varias tan distantes que aparecen como lo hicieron solo 350 millones a 400 millones de años después del Big Bang, que ocurrió hace 13.800 millones de años.
Muchas de las primeras galaxias detectadas por JWST son más brillantes, más diversas y mejor formadas de lo que habían anticipado los astrónomos. "Parece que el Universo primitivo fue un creador de galaxias muy profundo", dice Steven Finkelstein, astrónomo de la Universidad de Texas en Austin.
Algunos de estos hallazgos iniciales se están revisando a medida que mejoran las calibraciones de datos , y muchas de las primeras afirmaciones sobre galaxias distantes esperan confirmación mediante estudios espectroscópicos de la luz de las galaxias. Pero los astrónomos, incluido Curtis-Lake, anunciaron el 9 de diciembre que ya habían logrado la confirmación espectroscópica de dos galaxias que están más lejos que cualquier otra confirmada anteriormente.
Detalle 'alucinante'
En regiones más cercanas del cosmos, JWST está arrojando resultados sobre la formación y evolución de estrellas, gracias a su nítida resolución y visión infrarroja. “Comparado con lo que podemos ver con el Hubble, la cantidad de detalles que ves en el Universo es completamente alucinante”, dice Lamiya Mowla, astrónoma de la Universidad de Toronto en Canadá. Gracias a la aguda visión del telescopio, ella y sus colegas pudieron detectar "destellos" brillantes alrededor de una galaxia a la que llamaron Sparkler; los destellos resultaron ser algunos de los cúmulos estelares más antiguos jamás descubiertos. Otros estudios han revelado detalles como los corazones de las galaxias donde acechan monstruosos agujeros negros.
Otra ráfaga de descubrimientos del JWST proviene de los estudios de las atmósferas de los exoplanetas, que el telescopio puede escudriñar con un detalle sin precedentes.
Por ejemplo, cuando los científicos vieron los primeros datos JWST del exoplaneta WASP-39b, las señales de una variedad de compuestos, como el agua, saltaron de inmediato. “Solo mirarlo era como si todas las respuestas estuvieran frente a nosotros”, dice Mercedes López-Morales, astrónoma del Centro de Astrofísica | Harvard y Smithsonian en Cambridge, Massachusetts. Ahora, los científicos están anticipando datos sobre otros planetas, incluidos los siete mundos del tamaño de la Tierra que orbitan alrededor de la estrella TRAPPIST-1. Los primeros resultados en dos de los planetas TRAPPIST-1, informados en el simposio, sugieren que JWST es más que capaz de encontrar atmósferas allí, aunque las observaciones llevarán más tiempo para analizar.
JWST incluso ha hecho su primer descubrimiento planetario: un planeta rocoso del tamaño de la Tierra que orbita una estrella fría cercana, dijo en la reunión Kevin Stevenson del Laboratorio de Física Aplicada de la Universidad Johns Hopkins en Laurel, Maryland.
El telescopio también ha demostrado su valía para estudiar objetos en el vecindario celeste de la Tierra. En el simposio, el astrónomo Geronimo Villanueva del Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland, mostró nuevas imágenes de la luna Encelado de Saturno. Los científicos sabían que Enceladus tiene un océano enterrado cuyo agua a veces sale a chorros de las fracturas en su corteza helada, pero JWST reveló que la columna de agua envuelve toda la luna y mucho más allá. Por separado, los ingenieros también han descubierto una manera de hacer que JWST rastree objetos que se mueven rápidamente, como los planetas del Sistema Solar, mucho mejor de lo esperado. Eso condujo a nuevos estudios, como las observaciones del choque deliberado de la nave espacial DART contra un asteroide en septiembre, dice Naomi Rowe-Gurney, astrónoma también en Goddard.
Sin embargo, todos estos descubrimientos son solo una muestra de lo que JWST podría hacer en última instancia para cambiar la astronomía. “Es prematuro tener realmente una imagen completa de su impacto final”, dice Klaus Pontoppidan, científico del proyecto JWST en STScI. Los investigadores apenas han comenzado a reconocer los poderes de JWST, como su capacidad para sondear detalles en los espectros de luz de los objetos astronómicos.
Las solicitudes ya están abiertas para que los astrónomos presenten sus ideas para las observaciones durante el segundo año de operaciones de JWST, que comienza en julio. La próxima ronda podría resultar en propuestas más ambiciosas o creativas para usar el telescopio ahora que los astrónomos saben de lo que es capaz, dice Pontoppidan.
En medio de todas las buenas noticias, todavía hay fallas. El principal de ellos es la falta de fondos para apoyar a los científicos que trabajan en datos JWST, dice López-Morales. “Podemos hacer ciencia, tenemos las habilidades, estamos desarrollando las herramientas, vamos a hacer descubrimientos revolucionarios pero con un presupuesto muy reducido”, dice. “Lo cual no es lo ideal en este momento”.
¿Disponible para todos?
López-Morales preside un comité que representa a los astrónomos que usan JWST, y su lista de tareas pendientes es larga. Incluye encuestar a los científicos sobre si todos los datos del telescopio deberían estar disponibles de forma gratuita tan pronto como se recopilen, una medida que, según muchos, perjudicaría a los científicos principiantes y a los de instituciones más pequeñas que no tienen los recursos para aprovechar y analizar el JWST. datos de inmediato. Los operadores del telescopio también están trabajando en una forma de hacer que sus datos fluyan de manera más eficiente a la Tierra a través de platos de comunicación, y hacerlos volar en una orientación física que reduzca el riesgo de que los micro-meteoroides choquen y dañen su espejo principal .
Pero, en general, el telescopio está abriendo campos completamente nuevos de la astronomía, dice Rowe-Gurney: "Es lo que va a responder a todas las preguntas que mi doctorado estaba tratando de encontrar".
