Las espectaculares fotos del James Webb, comparadas, una a una, con las del Hubble

Ninguna de las imágenes resultó decepcionante. Todas ellas, en efecto, mejoran extraordinariamente la calidad y los detalles que teníamos hasta ahora. Durante más de tres décadas, el Telescopio Espacial Hubble ha hecho las delicias de los astrónomos y del público en general con una enorme colección de fotografías espectaculares de galaxias, planetas, estrellas y otras estructuras del Universo. Con el Hubble aprendimos que el cielo está 'ahí mismo', a nuestro alcance, y que alberga maravillas que muy pocos pensaban que pudieran existir.

Pero ahora, con el James Webb ya operativo, incluso las mejores imágenes del veterano Hubble palidecen. Así, donde antes no se veía nada, ahora aparecen cientos de nuevas galaxias, y lo que eran pequeñas manchas de color sobre fondo negro ahora se convierten en objetos bien definidos y ricos en detalles que los astrónomos pueden estudiar.

En este artículo, compararemos cada una de las fotos del nuevo telescopio espacial con las mejores que teníamos hasta el momento de los mismos objetos, hechas tanto con el Hubble como con otros telescopios. La diferencia salta a la vista, pero no se trata de una simple cuestión de estética. A partir de ahora, astrónomos y astrofísicos cuentan con el arma más poderosa que jamás hayan tenido entre sus manos. Y con ella tratarán de arrancar al Universo los numerosos secretos que aún esconde. La era del James Webb ha comenzado.

Después

Antes

Lente gravitacional SMACS 0723

A 4.200 millones de años luz de distancia, en la constelación de Sculptor, existe un denso cúmulo de galaxias conocido como SMACS 0723. Su tremenda masa, tal y como predice la teoría de Einstein, curva el espacio-tiempo, el 'tejido' del Universo, de un modo similar al que una pelota curvaría la superficie de una sábana sujeta por las cuatro puntas. Eso hace que los rayos de luz procedentes de fuentes lejanas que se acercan a SMACS 0723 sigan la curvatura y se distorsionen. Es lo que los astrónomos llaman 'lente gravitacional'.

Las lentes gravitacionales como SMACS 0723 resultan de gran utilidad, ya que actúan como lupas que tienen el efecto de aumentar los objetos que, desde la perspectiva de la Tierra, están detrás de las lentes. De esta forma, los científicos pueden ver con mucho más detalle objetos extremadamente lejanos pero que, a través de la lente gravitacional, parecen estar más cerca y ser más grandes.

A lo largo de sus más de 30 años de actividad, el Telescopio Espacial Hubble ha fotografiado cientos de lentes gravitacionales, y ha vislumbrado a través de ellas objetos a más de 12.000 millones de años luz de distancia. Pero el James Webb, además de tener un espejo tres veces más grande (el del Hubble es de 2,4 metros), opera en el infrarrojo, por lo que en la nueva imagen es posible apreciar galaxias que no aparecían en las fotos del Hubble, o que aparecían como puntos difuminados y sin detalle alguno. Con una resolución sin precedentes, las galaxias más lejanas de la fotografía se encuentran a 13.100 millones de años luz de distancia.

La espectacular imagen del James Webb fue obtenida con la cámara NIRCam, que opera en el infrarrojo cercano y que será la responsable de las fotografías más espectaculares del nuevo telescopio espacial.d

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Antes

Nebulosa Carina

Desde que fuera descubierta en 1752 por el astrónomo francés Nicolas-Louis de Lacaille (que dio nombre a 14 de las 88 constelaciones conocidas), esta compleja y enorme nebulosa de más de 300 años luz de largo no ha dejado de ser estudiada por los astrónomos. Se encuentra a 8.500 años luz de la Tierra y en su interior tiene lugar un activo proceso de formación estelar. En la imagen del Hubble, la más detallada hasta ahora de la nebulosa, pueden distinguirse detalles como la nebulosa del Ojo de Cerradura (en el centro, a la izquierda), donde se encuentran algunas de las estrellas más masivas, calientes y brillantes de toda nuestra galaxia.

Pero la imagen recién publicada por el Webb es, literalmente, otra historia. El nuevo telescopio espacial, en efecto, es tan potente que es capaz de mostrarnos solo una parte de la nebulosa, más allá de la densa cortina de polvo y gas que cegaba al Hubble. De esta forma, y por primera vez, podemos contemplar un paisaje de 'colinas cósmicas' y, detrás de ellas, estrellas recién nacidas que el Hubble no había conseguido mostrar. Un auténtico espectáculo que merece la pena contemplar despacio. La imagen, un auténtico tesoro de información para los científicos, muestra las nuevas estrellas durante sus primeras y rápidas etapas de formación.

Sobre las dos partes de la imagen, dividida por una línea ondulada que separa una densa zona inferior de un área superior más clara, aparece moteado un campo de innumerables estrellas de muchos tamaños. Las más pequeñas y tenues son las más distantes, las más grandes, más cerca de nosotros, aparecen con una resolución más completa, con picos de difracción de ocho puntos. Tenues nubes traslúcidas parecen elevarse desde abajo sobre el fondo azul. En la parte inferior, las estrellas cambian de color, de tonos azules a naranjas. La nebulosa, con sus crestas, cumbres y valles se asemeja a una cadena montañosa. Los tres grandes picos de difracción que aparecen arriba, a la derecha, sugieren la presencia de una gran estrella que está fuera de la vista.

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Nebulosa de los anillos del Sur (NGC 3132)

También conocida como Nebulosa de los ocho estallidos, NGC 3132 es un sorprendente ejemplo de nebulosa planetaria. En realidad, y a pesar del nombre, estas nebulosas tienen poco o nada que ver con los planetas, ya que son enormes capas de gas expulsadas por las estrellas cuando se acercan al final de sus vidas. NGC 3132 tiene casi medio año luz de diámetro y, a una distancia de unos 2000 años luz de la Tierra, es una de las nebulosas planetarias conocidas más cercanas. Los gases que rodean a la estrella se están expandiendo y alejando de ella a una velocidad de 14,5 km por segundo.

En la imagen obtenida hace unos años por el Hubble, se aprecian claramente dos estrellas cerca del centro de la nebulosa, una blanca y brillante y otra más pequeña y débil justo encima de ella y a la derecha. La tercera estrella que se ve cerca del borde de la nebulosa no está relacionada.

En la nueva imagen obtenida por el Webb, los detalles del anillo de gas y los filamentos que se extienden en su interior se muestran con un detalle mucho mayor. Una protuberancia en la parte superior derecha, que parece difuminarse en el espacio, ofrece información sobre la dinámica de la nebulosa. El telescopio espacial James Webb puede ver a través del gas y el polvo con un detalle sin precedentes. Dentro de varios miles de años, estas delicadas capas gaseosas se disiparán en el espacio circundante.

Aunque pueda parecer lo contrario, es la más débil de las dos estrellas la que ha expulsado la nebulosa. Esa estrella, ahora más pequeña que el Sol, aunque extremadamente caliente, era mucho mayor en el pasado, cuando se liberó de sus capas externas. La estrella más brillante, por el contrario, se encuentra en una etapa anterior de evolución estelar, pero en el futuro probablemente terminará por expulsar su propia nebulosa planetaria.

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Quinteto de Stephan

Se encuentra a 290 millones de años luz de la Tierra, en la constelación de Pegaso, y es el primer grupo compacto de galaxias jamás descubierto. Cuatro de las cinco galaxias que lo componen llevan millones de años ejecutando una danza cuyos pasos las lleva a acercarse una a otras, intercambiando 'ríos' de material entre ellas. Probablemente, en el futuro se fusionen para formar una galaxia mucho más grande.

La foto del Quinteto de Stephan tomada por el Hubble es, probablemente, una de las más bellas de cuantas ha hecho el veterano telescopio espacial. Pero un simple vistazo a la nueva imagen hecha por el Webb es suficiente para apreciar las diferencias. Una vez más, Webb es capaz de mostrar detalles que antes eran invisibles.

Gracias a su poderosa visión infrarroja y su resolución espacial extremadamente alta, en efecto, el nuevo telescopio muestra finas estructuras nunca antes vistas en este grupo de galaxias. Brillantes cúmulos de millones de estrellas jóvenes se aprecian en las regiones de producción estelar. Largas colas de gas, polvo y estrellas, son extraídas de varias de las galaxias debido a las interacciones gravitatorias entre ellas. Y gracias al instrumento MIRI, también son visibles las enormes ondas de choque (alrededor de las dos galaxias centrales, en colores rojo y dorado) causadas por el paso de una de las galaxias, NGC 7318 B, a través del cúmulo.

La proximidad de cuatro de las cinco galaxias del quinteto proporciona a los astrónomos la oportunidad de estudiar cómo interactúan y se fusionan las galaxias. Rara vez los científicos han podido ver con tanto detalle cómo las galaxias en colisión desencadenan oleadas de formación de nuevas estrellas. La nueva información aportada por la imagen del Webb proporciona valiosos datos sobre cómo las interacciones galácticas pueden haber impulsado la evolución de las galaxias en el Universo primitivo.

Además, y de propina, NIRCam y MIRI revelan en el fondo de esta imagen un vasto mar de miles de galaxias distantes que recuerdan a las fotos de campo profundo del Hubble.

Exoplaneta Wasp 96b

Aquí no hubo imágenes, sino la espectrografía de la atmósfera de este planeta, un gigante gaseoso que se encuentra a 1.150 años luz de nuestro Sistema Solar. Gracias a sus instrumentos, el telescopio ha podido detectar en la atmósfera de ese mundo lejano la «firma inequívoca del agua, indicaciones de neblina y evidencia de nubes que se pensaban que no existían en base a observaciones anteriores».

Un hallazgo sorprendente, habida cuenta de que el planeta está demasiado caliente y demasiado cerca de su estrella como para tener agua en su atmósfera. El espectro de Wasp 96b fue capturado el pasado 24 de junio por el instrumento NIRISS, con una exposición de 6,4 horas. Se trata del espectro de transmisión de infrarrojo cercano más detallado hasta ahora de la atmósfera de un planeta. Sin duda, una prueba de la capacidad de Webb para analizar atmósferas de mundos que están a cientos de años luz de distancia.