El próximo lanzamiento del Telescopio espacial James Webb ofrece nuevas oportunidades sin precedentes para los astrónomos. También es una oportunidad oportuna para reflexionar sobre lo que nos han mostrado las generaciones anteriores de telescopios.
Los astrónomos rara vez usan sus telescopios para simplemente tomar fotografías. Las imágenes en astrofísica generalmente se generan mediante un proceso de inferencia científica e imaginación, a veces visualizadas en las impresiones del artista de lo que sugieren los datos.
Elegir solo un puñado de imágenes no fue fácil. Limité mi selección a imágenes producidas por telescopios financiados con fondos públicos y que revelan algo de ciencia interesante. Traté de evitar imágenes muy populares que ya se han visto ampliamente.
La siguiente selección es personal y estoy seguro de que muchos lectores podrían abogar por diferentes opciones. No dudes en compartirlos en los comentarios.
1. Los polos de Júpiter
(Gerald Eichstädt y Sean Doran / CC BY-NC-SA; NASA / JPL-Caltech / SwRI / MSSS)
La primera imagen que elegí fue producida por la NASA Misión juno, que actualmente orbita a Júpiter. La imagen fue tomada en octubre de 2017 cuando la nave espacial estaba a 18.906 kilómetros de las cimas de las nubes de Júpiter. Captura un sistema de nubes en el hemisferio norte del planeta y representa nuestra primera vista de los polos de Júpiter (el polo norte).
Las imágenes en las que se basa esta imagen revelan patrones de flujo complejos, similares a los ciclones en la atmósfera de la Tierra, y efectos sorprendentes causados por la variedad de nubes a diferentes altitudes, que a veces proyectan sombras sobre las capas de nubes que se encuentran debajo.
Elegí esta imagen por su belleza y por la sorpresa que produjo: las partes del planeta cercanas a su polo norte se ven muy diferentes a las partes que habíamos visto anteriormente más cerca del ecuador. Al mirar hacia los polos de Júpiter, Juno nos mostró una vista diferente de un planeta familiar.
2. La Nebulosa del Águila
(G. Li Causi, IAPS / INAF, Italia)
Los astrónomos pueden obtener información única construyendo telescopios que son sensibles a la luz de “colores” más allá de los que nuestros ojos pueden ver. El familiar arco iris de colores es solo una pequeña fracción de lo que los físicos llaman espectro electromagnético.
Más allá del rojo está el infrarrojo, que transporta menos energía que la luz óptica. Una cámara de infrarrojos puede ver objetos demasiado fríos para ser detectados por el ojo humano. En el espacio, también puede ver a través del polvo, que de otro modo oscurece completamente nuestra vista.
El telescopio espacial James Webb será el observatorio infrarrojo más grande jamás lanzado. Hasta ahora, la Agencia Espacial Europea Observatorio espacial Herschel ha sido el más grande. La siguiente imagen que elegí es la vista de Herschel de la formación de estrellas en la Nebulosa del Águila, también conocida como M16.
Una nebulosa es una nube de gas en el espacio. La Nebulosa del Águila se encuentra a 6.500 años luz de la Tierra, lo que está bastante cerca para los estándares astronómicos. Esta nebulosa es un sitio de vigorosa formación estelar.
Una vista de cerca de un elemento cerca del centro de esta imagen se ha denominado “Pilares de la creación“. Apareciendo un poco como un pulgar y un índice apuntando hacia arriba y ligeramente hacia la izquierda, estos pilares sobresalen en una cavidad en una nube gigante de gas molecular y polvo. La cavidad está siendo barrida por los vientos que emanan de nuevas estrellas energéticas que recientemente han se formó más profundamente dentro de la nube.
3. El Centro Galáctico
(NASA, ESA y QD Wang; NASA, JPL y S. Stolovy)
Esta imagen parece más profundo en el espacio al centro de nuestra Vía Láctea. También utiliza luz infrarroja, esta vez combinando datos de dos telescopios de la NASA, Hubble y Spitzer.
La región blanca brillante en la parte inferior derecha de la imagen es el centro mismo de nuestra Galaxia. Contiene un enorme agujero negro llamado Sagitario A *, un cúmulo de estrellas y los restos de una estrella masiva que explotó como supernova hace unos 10.000 años.
Otro cúmulos de estrellas son visibles también. Está el cúmulo de Quintillizos en la parte inferior izquierda de la imagen dentro de una burbuja donde los vientos de las estrellas han limpiado el gas y el polvo locales. En la parte superior izquierda hay un grupo llamado Arches, que recibió su nombre de los arcos iluminados de gas que se extienden por encima y fuera de la imagen. Estos dos cúmulos incluyen algunas de las estrellas más masivas conocidas.
4. Abell 370
(NASA, ESA y J. Lotz y el equipo HFF / STScI)
En escalas mucho más grandes que las galaxias individuales, el universo está estructurado como una red de filamentos (hebras largas conectadas) de materia oscura. Algunos de los objetos visibles más dramáticos son cúmulos de galaxias que se forman en la intersección de filamentos.
Si miramos los cúmulos de galaxias cercanos (hablando relativamente, por supuesto), podemos ver una prueba dramática de que Einstein tenía razón cuando afirmó que la masa curva el espacio. Uno de los ejemplos más bonitos que revela esta deformación del espacio se puede ver en la imagen de Hubble de Abell 370, lanzado en 2017.
Abell 370 es un cúmulo de cientos de galaxias a unos 5 mil millones de años luz de distancia de nosotros. En la imagen, puedes ver arcos de luz alargados. Estas son las imágenes magnificadas y distorsionadas de galaxias mucho más distantes.
La masa del cúmulo distorsiona el espacio-tiempo y desvía la luz de los objetos más distantes, ampliándolos y, en algunos casos, creando múltiples imágenes de la misma galaxia distante. Este fenómeno se llama lente gravitacional porque el espacio-tiempo deformado actúa como una lente óptica.
La más prominente de estas imágenes ampliadas es el arco brillante más grueso arriba y a la izquierda del centro de la imagen. Llamado “el Dragón”, este arco consta de dos imágenes de la misma galaxia distante en su cabeza y cola. Imágenes superpuestas de varias otras galaxias distantes componen el arco del cuerpo del dragón.
Estas imágenes ampliadas gravitacionalmente son útiles para los astrónomos porque la ampliación revela más detalles del objeto distante con lentes de los que se verían de otra manera. En este caso, la población de estrellas de la galaxia con lente puede examinarse en detalle.
5. El campo ultraprofundo del Hubble
(NASA, ESA y S. Beckwith / STScI y el equipo de HUDF)
En una idea inspirada, los astrónomos decidieron apuntar al Hubble a un parche en blanco del cielo durante varios días para descubrir qué objetos extremadamente distantes podrían verse en el borde del universo observable.
El Campo ultraprofundo del Hubble contiene cerca de 10,000 objetos, casi todos los cuales son galaxias muy distantes. La luz de algunas de estas galaxias ha viajado durante más de 13 mil millones de años, ya que el universo tenía solo 500 millones de años.
Algunos de estos objetos se encuentran entre los más antiguos y distantes que se conocen. Aquí vemos la luz de estrellas antiguas cuyos contemporáneos locales se han extinguido hace mucho tiempo.
Las galaxias más antiguas se formaron durante la época de la reionización, cuando el tenue gas del universo se bañó por primera vez en la luz de las estrellas, que era capaz de separar los electrones del hidrógeno. Este fue el último cambio importante en las propiedades del universo en su conjunto.
El hecho de que la luz lleve tanta información, lo que nos permite reconstruir la historia del universo, es notable. El lanzamiento del telescopio espacial James Webb nos dará algunas imágenes infrarrojas enormemente mejoradas e inevitablemente planteará nuevas preguntas para desafiar a las generaciones futuras de científicos. 
Carole Haswell, Catedrático de Astrofísica, La Universidad Abierta.
Este artículo se vuelve a publicar de La conversación bajo una licencia Creative Commons. Leer el artículo original.
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