El hito espacial del 2022: las espectaculares imágenes de James Webb

A finales del 2021, la astronomía veía cómo una sus máximas proezas alzaba vuelo rumbo a su objetivo: a bordo de un cohete Ariane 5, el telescopio James Webb iniciaba su misión espacial rumbo a los 1.5 millones de kilómetros de la Tierra. Un año después, el programa gestado desde 1996 y que costó más de 10 mil millones de dólares, ha dado resultados más que esperanzadores para este campo científico.

Este 2022, marcado por el primer paso de la humanidad para regresar a la Luna, la primera misión de defensa planetaria y múltiples descubrimientos en Marte, tuvo la dicha de ver en funcionamiento al Webb, quien, con sus primeras imágenes, ha empezado a contestar preguntas claves del universo que nos rodea y que han intrigado a la ciencia desde hace décadas.

“Sin dudas ha sido el acontecimiento espacial del 2022”, nos comenta Carla Arce-Tord, graduada en Física en la Pontificia Universidad Católica del Perú y candidata a Doctora en Astronomía y Astrofísica en la Universidad de Chile, también conocida como 'AstroCarla' en redes sociales, donde cuenta con más de 100 mil seguidores. “No solamente la tecnología involucrada en el desarrollo del James Webb, sino el hecho de que toda la misión se llevó a cabo con extrema pulcritud, con mínimos errores y el avance y la revolución que implican las observaciones de este telescopio, nos han permitido abrir otra puerta visual hacia el universo y entender con mayor precisión detalles y fenómenos que no entendíamos ni observamos con tanta precisión. Y eso que solo es el comienzo”.

“El lanzamiento, puesta en órbita y activación del James Webb fue sin dudas el evento del año”, resalta el especialista en tecnología Fabio Baccaglioni, quien escribe en Fabio.com.ar. “Ya en las primeras imágenes de prueba que envío se pudo confirmar lo importante que es como herramienta para la humanidad”.

¿Cuáles fueron los hitos del James Webb durante este 2022 que ha puesto a la astronomía a repensar sus bases?

“Considero que fue el acontecimiento espacial del año. De hecho, hace poco más de 15 años supe de este proyecto, cuando lo vi en una representación artística en el libro que celebraba los 15 años del telescopio espacial Hubble (HST). Era increíble que se pensara enviar un telescopio de esas dimensiones al espacio y no podía imaginar cómo se llevaría a cabo esta tarea”, recuerda la física de la Universidad Nacional Mayor de San Marcos Vanessa Navarrete, quien dicta cursos de astronomía en su blog Hablemos del Universo. “Ahora, el JWST nos brinda una nueva ventana para observar, no solo por tener una óptica mayor a la del HST, que asegura una gran mejora en la resolución de las imágenes, sino porque esta óptica está optimizada para observar en el infrarrojo, es decir, que vamos a poder estudiar objetos mucho más débiles e incluso algunos que han permanecido ocultos por el polvo interestelar, así que podremos ver incluso en zonas que en el rango visible han sido inaccesibles”.

El día donde todo comenzó: el 12 de julio

Aunque camino a esta fecha, ya James Webb estaba enviando fotografías de calibración de sus instrumentos, no sería hasta el 12 de julio donde pudimos ver la magnificencia de sus imágenes.

Aquel lunes, el presidente de los Estados Unidos, Joe Biden, fue el encargado de revelar la primera imagen a color del telescopio en infrarrojo: el cúmulo de galaxias SMACS J0723.3-7327.

Aquella espectacular fotografía abarca un pedazo del cielo que, para quien lo observa desde tierra, parece de aproximadamente el tamaño de un grano de arena sostenido a la distancia de un brazo extendido, y revela miles de galaxias en una pequeña franja del vasto universo.

Su particularidad, y es precisamente el gran atributo del Webb, es que gracias a sus cámaras de infrarrojo, se pudo conocer “el pasado”: así lucía el cúmulo hace 4.600 millones de años y muchas de estas galaxias internas eran de más de 13 mil millones de años luz.

Arce-Tord nos recuerda que “la imagen profunda de campo profundo del James Webb salió en la portada de la revista TIME como la imagen astronómica del 2022”.

Aquella fecha, otros cuatro astros fueron protagonistas de la hazaña astronómica: la Nebulosa Carina, la Nebulosa del Anillo del Sur, el Quinteto de Stephan y el exoplaneta WASP-96b. Cada uno tuvo su particularidad: la toma de Carina reveló por primera vez áreas de nacimiento de estrellas previamente invisibles; el Anillo del Sur mostró la muerte de una estrella a 2500 años luz de distancia; el quinteto fue la primera gran imagen del James Webb a 290 millones de años luz, mientras que con el último se realizó la foto más precisa hasta la fecha de la composición de la atmósfera de un exoplaneta.

“Para mí es complicado elegir la mejor imagen del James Webb porque todas son espectaculares visualmente hablando y además dan una cantidad increíble de información científica. Pero si tuviera que elegir me iría por dos en particular”, nos narra la astrofísica peruana. “La primera sería la de la región de formación estelar en la Nebulosa Carina. Es espectacular y nos da bastante información científica sobre los procesos que están ocurriendo solamente con mirarla: vemos núcleos de estrellas en formación, murallas de gas extendiéndose debido a los shocks creados por las estrellas recién formadas o que recién se están formando. Vemos estrellas muy jóvenes, muy calientes”.

“Pero no quiero dejar de lado las imágenes y los espectros de luz de las galaxias más lejanas observadas a la fecha en el infrarrojo. El James Webb logró captar galaxias cuya luz se emitió hace 13 400 millones de años, muy cerca al Big Bang (13 800 millones de años). Son observaciones sin precedentes que nos ayudan a entender la formación de las primeras galaxias, sus características y en qué época del universo temprano empezaron a desarrollarse. Definitivamente son observaciones que no deben dejarse de lado porque son novedosas y revolucionarias”.

Meses de ciencia

Las primeras imágenes de Webb solo fueron el punto de partida de la misión que esperar durar más de los 10 años pactados inicialmente.

Durante los siguientes meses, James Webb capturó a TRAPPIST-1, el mejor candidato para encontrar vida en el espacio. También reveló una nueva imagen de la Galaxia Rueda de Carro, el impresionante diseño de la ‘galaxia fantasma’ M74, la nebulosa de la Tarántula a 161 mil años luz de distancia, la Nebulosa de Orión, ‘un reloj de arena ardiente’ mientras se forma una estrella o la espectacular imagen de la fusión de dos galaxias.

Una de las tomas favoritas de la comunidad científica fue la que protagonizaron los Pilares de la Creación, una vasta zona donde se forman estrellas dentro de densas nubes de gas y polvo. “La imagen de los Pilares de la Creación ha sido por lejos la mejor hasta ahora”, recalca Baccaglioni. “Demostró no sólo la calidad sino el avance tecnológico porque requirió de mucho menos tiempo de exposición para obtener la misma imagen que se conocía”.

Para Navarrete, esta imagen también es una de sus preferidas. “Podría mencionar a las Columnas de la Creación en la Nebulosa del Águila que ya consideraba una imagen impresionante cuando la tomó el HST, no solo por su belleza sino por lo que representa: una región de formación y nacimiento de estrellas. En la imagen tomada por el HST se puede observar zonas muy oscuras por la alta concentración de material (gas y polvo interestelar) que presentan un resplandor causado por la radiación de las estrellas nacientes. El telescopio James Webb con su cámara NIRCam (cámara del infrarrojo cercano) pudo captar en esta nebulosa una gran cantidad de estrellas que están ocultas a la vista por las nubes de gas y polvo interestelar, además de la estructura en dichas nubes y muchos detalles que nos ayudarán a entender mejor como suceden estos procesos de formación estelar”.

Pero, aunque está pensado principalmente para las profundidades del universo, también ha capturado astros cercanos. Nos mostró detalles poco antes analizados de Júpiter y sus anillos, retrató borrosamente a Titán, la luna de Saturno, tomó capturas de Marte en infrarrojo e incluso agarró desprevenido a más de uno mostrándonos la imagen más clara de los anillos de Neptuno desde 1989. Además, capturó la colisión de la nave DART y el asteroide Dimorphos e incluso escuchamos sus fotografías como sonidos.

Las imágenes que llegan del Webb son inicialmente invisibles al ojo humano, porque opera esencialmente en el espectro de infrarrojo, a diferencia del Hubble. Pero aunque incluso se hable de que el más moderno dispositivo jubilará al más antiguo, ambos telescopios han trabajado en conjunto para realizar imágenes complementarias. 

Con solo meses en operación, James Webb ha asombrado a la comunidad científica. "Se está comportando mucho mejor de lo que esperábamos", aseguró en algún momento Massimo Stiavelli, jefe de misión en el Space Telescope Science Institute, que pilota ese artefacto espacial de 6,5 toneladas, a AFP. "Los instrumentos son más eficaces, los lentes más precisos y estables".

Y es ese panorama más que emocionante para el estudio del universo. Estamos aún en la etapa primaria del telescopio, por lo que podemos esperar “grandes sorpresas” en transcurrir de la misión. Y según la NASA, estas imágenes y datos invitan a los científicos a "revisar sus modelos sobre lo que creemos correcto de las galaxias y las estrellas”.