Se instalará una combinación de instrumentos con capacidades de detección infrarroja y de alta resolución en el próximo telescopio espacial James Webb de la NASA, que descubrirá estrellas que incluso un poderoso Hubble no puede. Numerosos datos estelares nuevos ayudarán a los astrónomos a estudiar una variedad de temas, desde el nacimiento y la muerte de las estrellas hasta la esquiva tasa de expansión del universo. Las primeras observaciones permitieron a Webb demostrar la capacidad de discernir la luz de estrellas individuales en el universo cercano en una variedad de entornos, mientras ayudaban a Webb a funcionar de la mejor manera en manos de los astrónomos.
“Los telescopios espaciales Hubble y Spitzer de la NASA son revolucionarios y abren la puerta al universo infrarrojo, que no es el reino de la luz roja visible. Webb es una evolución natural de los dos, combinando el universo infrarrojo Spitzer. El horizonte de eventos y la sensibilidad y resolución del Hubble. “, dijo Daniel Weisz de la Universidad de California, Berkeley, investigador principal sobre poblaciones estelares resueltas en el programa de ciencia de liberación anticipada (ERS) de Webb.
La capacidad de Webb para resolver estrellas individuales en luz visible rodeadas de gas y polvo se aplicará a muchos campos de la investigación astronómica. El proyecto ERS se compromete a confirmar la capacidad de Webb para observar en el universo cercano a la Tierra y también ha creado un programa gratuito de análisis de datos de código abierto para que los astrónomos accedan a los observatorios astronómicos lo antes posible. Los datos del proyecto ERS se compartirán inmediatamente con otros astrónomos y se archivarán para futuras investigaciones a través del Archivo Barbara A. Mikulski para Telescopios Espaciales (MAST, un proyecto financiado por la NASA para apoyar la provisión de varios archivos de datos astronómicos a la comunidad astronómica).
Información sobre la energía oscura
La capacidad de Webb para resolver más detalles de estrellas individuales conocidas mejorará la capacidad de medir distancias a galaxias cercanas, dijo Weisz, lo cual es crucial para uno de los mayores misterios de la astronomía moderna: ¿A qué velocidad se expande el universo? Una sustancia especial llamada energía oscura parece estar impulsando esta expansión. Varios métodos para calcular la tasa de expansión han arrojado diferentes respuestas, y los astrónomos esperan que los datos de Webb ayuden a reconciliar la diferencia.
“Para que la investigación científica calcule distancias, la tasa de expansión del universo, etc., necesitamos poder extraer la luz de estrellas individuales de las imágenes de Webb. Nuestro equipo del proyecto ERS desarrollará un software que permitirá que realice este tipo de Mediciones”.
ciclo de vida de la estrella
Observar más estrellas significa aprender más sobre sus ciclos de vida. Webb brindará nuevos horizontes sobre las etapas de la vida estelar, desde la formación hasta la muerte.
“Actualmente, nuestra investigación se limita realmente a la formación estelar en la Vía Láctea, pero con las observaciones infrarrojas de Webb, podemos salir del ‘capullo de polvo’ y ver regiones de formación estelar primordial en otras galaxias, como las más metálicas Andrómeda. — y cómo se pueden observar las estrellas en entornos inusuales
La astrónoma Martha Boyer, que también era miembro del equipo de observación, estaba intrigada por lo que Webb tenía que decir sobre las etapas finales de la evolución estelar: expansión, enrojecimiento y muerte.
“El Telescopio Espacial Spitzer de la NASA nos ha demostrado que las estrellas en etapa tardía existen incluso en galaxias muy primitivas, regiones donde no deberían estar, y ahora con Webb podremos explicar esto y entender cómo funciona nuestro modelo de estrella. El ciclo de vida concuerda con las observaciones del mundo real”, dijo Boyer, científico de instrumentos en el equipo de la Cámara de Infrarrojo Cercano Webb (NIRCam) en el Instituto de Ciencias del Telescopio Espacial en Baltimore, Maryland.
Universo temprano al vecino más cercano
Resolver y estudiar estrellas individuales es necesario para comprender escenarios más amplios, como la formación y el funcionamiento de las galaxias. Luego, los astrónomos pueden hacer preguntas más importantes: cómo ha evolucionado en el espacio y el tiempo el lejano universo primitivo al grupo cercano a la Tierra, una colección de más de 20 galaxias cercanas, incluida nuestra propia Vía Láctea. Weisz explicó que incluso si este proyecto de observación solo se lleva a cabo en el universo cercano a la Tierra, puede encontrar evidencia del universo primitivo.
“Usaremos Webb para estudiar las galaxias enanas ultraoscuras cercanas a la Tierra, los restos de las primeras galaxias semilla en el universo que se formaron, algunas de las cuales eventualmente se fusionaron en galaxias más grandes como la Vía Láctea”, dijo Weisz. “Este tipo de galaxias son demasiado tenues para que incluso Webb las observe debido a sus grandes distancias, pero las pequeñas galaxias enanas locales nos mostrarán cómo eran hace miles de millones de años”.
“Necesitamos comprender todo el universo mediante la comprensión del universo cercano a la Tierra”, dijo Boyer. “El Grupo Local de Galaxias es un laboratorio donde podemos estudiar las galaxias en detalle, cada componente. Para las galaxias distantes no podemos resolver demasiados detalles, por lo que no sabemos qué está pasando allí. El paso principal es estudiar el colección de galaxias que podemos observar”.
A medida que avanza la misión Webb, Boyer y Weisz esperan que los astrónomos utilicen las herramientas que su equipo ha desarrollado de formas inusuales. Hicieron hincapié en que el desarrollo del programa fue un esfuerzo conjunto de toda la comunidad astronómica del universo cercano a la Tierra, y planean continuar esta colaboración después de la entrada de datos. El equipo de su programa de observación planea realizar un taller para revisar los resultados del programa con otros astrónomos y ajustar el desarrollo del software, todo en un esfuerzo por ayudar a los miembros de la comunidad astronómica a ganar tiempo para solicitar Webb para su investigación.
“Creo que es realmente importante tener la idea de trabajar juntos para lograr una gran ciencia, en lugar de que varias personas intenten competir”, dijo Weisz.
Lanzado en 2021, el telescopio espacial James Webb será el observatorio más importante del mundo para la ciencia espacial. Webb desentrañará los misterios de nuestro sistema solar, observará los mundos distantes de otras estrellas circundantes y explorará la misteriosa estructura y los orígenes de nuestro universo y la Tierra. Webb es un proyecto internacional de la NASA y sus socios ESA, la Agencia Espacial Canadiense.
