El Telescopio Espacial James Webb de la NASA apunto de descubrirnos las riquezas del universo primitivo
24/6/2022 de NASA
Esta imagen muestra dónde el Telescopio Espacial James Webb observará el cielo dentro del Hubble Ultra Deep Field, que consta de dos campos. La Next Generation Deep Extragalactic Exploratory Public (NGDEEP), dirigida por Steven L. Finkelstein, apuntará el Near-Infrared Imager and Slitless Spectrograph (NIRISS) de Webb, en el campo primario ultraprofundo Hubble (mostrado en naranja) y Near-Infrared Camera (NIRCam) del Webb, en el campo paralelo (mostrado en rojo). El programa dirigido por Michael Maseda observará el campo primario (que se muestra en azul) utilizando el Near-Infrared Spectrograph de Webb (NIRSpec). Créditos: CIENCIA: NASA, ESA, Anton M. Koekemoer (STScI) ILUSTRACIÓN: Alyssa Pagan (STScI).
Durante décadas, los telescopios nos han ayudado a capturar la luz de las galaxias que se formaron 400 millones de años después del Big Bang, increíblemente temprano en el contexto de los 13.800 millones de años de historia del universo. Pero, ¿cómo eran las galaxias que existían incluso antes, cuando el universo era semitransparente, al comienzo de un período conocido como la Era de la Reionización?
El próximo observatorio insignia de la NASA, el Telescopio Espacial James Webb, está preparado para proporcionar nuevas riquezas a nuestro acervo de conocimientos, no solo al capturar imágenes de galaxias que existieron en los primeros cientos de millones de años después del Big Bang, sino también al brindarnos datos detallados conocidos como espectros.
Con las observaciones del Webb, los investigadores, por primera vez, podrán informarnos sobre la composición de las galaxias individuales en el universo primitivo.
La Next Generation Deep Extragalactic Exploratory Public (NGDEEP), codirigida por Steven L. Finkelstein, profesor asociado de la Universidad de Texas (en Austin), se enfocará en las mismas dos regiones que componen el Hubble Ultra Deep Field: ubicaciones en la constelación de Fornax, donde el Hubble pasó más de 11 días tomando largas exposiciones. Para realizar sus observaciones, el telescopio espacial Hubble apuntó a áreas cercanas en el cielo simultáneamente con dos instrumentos, ligeramente desplazados entre sí, conocidos como campo primario y campo paralelo. “Tenemos la misma ventaja con el Webb”, explicó Finkelstein. “Usaremos dos instrumentos científicos a la vez, y observarán continuamente”. Apuntarán el Near-Infrared Imager and Slitless Spectrograph (NIRISS) de Webb, en el Hubble Ultra Deep Field principal, y la Near-Infrared Camera (NIRCam) del Webb en el campo paralelo, obteniendo el doble de rendimiento del tiempo del telescopio.
Para las imágenes con NIRCam, se observará durante más de 125 horas. Con cada minuto que pasa, obtendrán cada vez más información de mayor profundidad en el universo. ¿Qué buscan? Algunas de las primeras galaxias que se formaron. “Tenemos muy buenos indicios del Hubble de que hay galaxias de 400 millones de años tras el Big Bang”, dijo Finkelstein. “Las que vemos con el Hubble son bastante grandes y muy brillantes. Es muy probable que haya galaxias más pequeñas y más débiles que se formaron incluso antes y que están esperando a ser encontradas”.
Este programa utilizará solo alrededor de un tercio del tiempo que el Hubble ha dedicado hasta la fecha a investigaciones similares. ¿Por qué? En parte, esto se debe a que los instrumentos de Webb fueron diseñados para capturar luz infrarroja. A medida que la luz viaja por el espacio hacia nosotros, se extiende en longitudes de onda más largas y rojas debido a la expansión del universo. “Webb nos ayudará a superar todos los límites”, dijo Jennifer Lotz, coinvestigadora de la propuesta y directora del Observatorio Gemini, parte del NOIRLab (National Optical-Infrared Astronomy Research Laboratory) de la Fundación Nacional de Ciencias. “Y vamos a publicar los datos de inmediato para beneficiar a todos los investigadores”.
Estos investigadores también se centrarán en identificar el contenido de metal en cada galaxia, especialmente en las galaxias más pequeñas y más tenues que aún no se han examinado a fondo, específicamente con los espectros que ofrece el instrumento NIRISS de Webb. “Una de las formas fundamentales en las que rastreamos la evolución a través del tiempo cósmico es por la cantidad de metales que hay en una galaxia”, explicó Danielle Berg, profesora asistente de la Universidad de Texas (en Austin) y coinvestigadora de la propuesta. Cuando comenzó el universo, solo había hidrógeno y helio. Los nuevos elementos fueron formados por sucesivas generaciones de estrellas. Al catalogar los contenidos de cada galaxia, los investigadores podrán trazar con precisión cuándo existieron varios elementos y actualizar los modelos que explican cómo evolucionaron las galaxias en el universo primitivo.
