El 11 de octubre de 2022, el telescopio espacial James Webb de la NASA pasó más de 20 horas observando por primera vez el campo ultraprofundo del Hubble, estudiado durante mucho tiempo. El programa General Observer (GO 1963) se centró en el análisis de campo en longitudes de onda entre aproximadamente 2 y 4 micrones.

Hablamos con Christina Williams (NOIRLab), Sandro Tequila (Universidad de Cambridge) y Michael Maceda (Universidad de Wisconsin-Madison) para obtener más información sobre la primera observación del campo muy profundo del Hubble a través de los ojos de Webb.

¿Qué es importante que la gente sepa acerca de estas notas web?

Michael Maceda: El hecho de que veamos gas ionizado caliente nos dice exactamente dónde nacen las estrellas en estas galaxias. Ahora podemos separar esas regiones de donde están realmente las estrellas. Esta información es muy importante porque, después de miles de millones de años, no sabemos exactamente cómo las galaxias se convirtieron en lo que son hoy. Es importante tener en cuenta que todavía no hemos visto todo lo que hay para ver. Nuestro programa completo duró aproximadamente 24 horas, que no es mucho tiempo en el gran esquema de la cantidad de tiempo que otros observatorios han observado. Pero, incluso en este período de tiempo relativamente corto, estamos comenzando a formarnos una nueva imagen de cómo crecen las galaxias en este punto verdaderamente emocionante de la historia del universo.

¿Qué le interesa aprender explorando el campo ultraprofundo del Hubble con Webb?

Christina Williams: Sugerimos obtener imágenes del campo ultraprofundo utilizando algunos de los filtros de imagen de banda media NIRCam de Webb, lo que nos permitió capturar imágenes de características espectrales con mayor precisión que con filtros de banda ancha porque los filtros de banda media abarcan un rango de longitud de onda más corto. Esto nos brinda más sensibilidad en colorimetría, ayudándonos a comprender la historia de la formación de estrellas y las propiedades de ionización de las galaxias durante los primeros mil millones de años del universo, como en la era de la reionización. Medir la energía que produjeron las galaxias en ese momento nos ayudará a comprender cómo las galaxias reionizaron el universo, volviendo a convertirlo de un gas neutro en un plasma ionizado como lo fue después del Big Bang.

Sandro Taquila: Una de las principales cuestiones pendientes en la astrofísica extragaláctica es cómo se forman las primeras galaxias. Debido a que las bandas medias cubren un rango de diferentes longitudes de onda, podemos encontrar directamente algunas de las primeras galaxias en el universo primitivo, o podemos fechar estrellas en galaxias cuando el universo tenía alrededor de mil millones de años para comprender cuándo una galaxia realmente formó su estrellas en el pasado. Este estudio ayuda a determinar la formación de las primeras galaxias.

Michael: Las capacidades que tenemos con los filtros de banda media Webb son bastante nuevas. Obtenemos una especie de híbrido entre la imagen y la espectroscopia, por lo que básicamente obtenemos información detallada sobre todas las galaxias en el campo, a diferencia de la espectroscopia tradicional en la que solo puede seleccionar unas pocas galaxias en el campo de visión para estudiar. Es realmente una imagen completa en el sentido de que esta información complementa muchos de los datos que existen, no solo del Hubble, sino de instrumentos terrestres como MUSE (Multi-Unit Spectroscopic Explorer) en el Very Large Telescope, donde tenemos espectroscopia. a diferentes longitudes de onda de varias de estas cosas. MUSE es muy bueno para encontrar galaxias que tienen emisión Lyman alfa, o luz de hidrógeno ionizado, en estas galaxias, que son el tipo de galaxias que estaban presentes cuando la reionización llegó a su fin. Estos nuevos datos son una pieza faltante que no teníamos antes en términos de comprender la gama completa de galaxias en este campo.

¿Hubo algo inesperado en estos datos que te sorprendió?

Michael: No sé si me sorprendió por completo, pero las imágenes resultaron ser mejores de lo que esperaba. En estas imágenes, puede ver a simple vista que se trata de un gas ionizado en un área bastante grande. No esperaba que todo se resolviera, pero tenemos una resolución lo suficientemente alta como para verlo. Y me alegra verlo porque hubiera sido muy difícil entender lo que estaba pasando.

Christina: Creo que ver lo hermosas que son las fotos y la alta calidad que tienen fue definitivamente un punto culminante. Pensamos que seríamos capaces de hacer cosas como esta, pero era algo diferente ver y tener los datos reales en la práctica.

¿Por qué eligió publicar los datos inmediatamente?

Sandro: Las galaxias son sistemas muy complejos en los que opera una amplia gama de procesos diferentes en diferentes escalas espaciales y temporales, por lo que existen muchos enfoques que se pueden utilizar para comprender mejor la física de las galaxias. Por lo tanto, tenerlo disponible para muchos grupos diferentes facilitará la búsqueda de más ideas.

Christina: La Web todavía es muy nueva y la gente todavía está aprendiendo las mejores prácticas sobre cómo analizar conjuntos de datos. Por lo tanto, es útil para todos tener algunos conjuntos de datos disponibles de inmediato para ayudar a las personas a comprender cómo utilizar mejor los datos de Webb en el futuro y para planificar mejor los programas en cursos futuros que se basan en la experiencia real con los datos.

El telescopio espacial James Webb es el telescopio espacial más grande, poderoso y complejo del mundo jamás construido. Webb resolverá misterios en nuestro sistema solar, mirará más allá de mundos distantes alrededor de otras estrellas y explorará las misteriosas estructuras y orígenes de nuestro universo y nuestro lugar en él. Webb es un programa internacional liderado por la NASA con sus socios ESA (Agencia Espacial Europea) y la Agencia Espacial Canadiense.