Imágenes científicas: lo que nos dice el telescopio James-Webb sobre las galaxias en colisión
Aquí está uno de primeras imágenes del telescopio James-Webb, revelado el 12 de julio de 2022. Representa cinco galaxias cuya agrupación se denomina "quinteto de Stephan".
Las primeras imágenes de los nuevos telescopios deben responder a la legítima curiosidad del público ya las ansias de los investigadores que las esperan desde hace muchos años… y así ser tanto sensacionales como científicamente instructivas.
Entre los objetivos preferidos se encuentran, por tanto, las colisiones galácticas. Cuando las galaxias chocan, las fuerzas de las mareas las separan y forman colas espectaculares. Los procesos inducidos (choques, formación de estrellas y cúmulos, acumulación y eyección de gas alrededor de núcleos activos) son de particular interés para los astrofísicos.
Ahora el "El quinteto de Stephan" visto en esta imagen ofrece no uno, ¡sino cinco ejemplos de galaxias en colisión! Este excepcional sistema ya había alimentado la antología del Telescopio Espacial Hubble y el calendario del telescopio terrestre Canadá-Francia-Hawái.
El quinteto de Stephan fotografiado por Hubble.
NASA, ESA y el equipo Hubble SM4 ERO
La imagen tomada por el James-Webb es el resultado de una combinación compleja de diferentes imágenes monocromáticas, obtenidas con dos instrumentos del telescopio espacial, Cámara NIR et MIRI. Las imágenes individuales revelan diferentes facetas de las galaxias: estrellas jóvenes o viejas, gas ionizado o molecular. La imagen combinada ilustra con colores falsos la distribución espacial de cada componente.
¿En qué se diferencia esta imagen tomada con el James-Webb de la icónica obtenida con el Hubble? En primer lugar, mientras que el Hubble observaba en el ultravioleta y en el rango visible, éste fue tomado en el infrarrojo, o más bien “el” infrarrojo.
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La especialidad de James-Webb: observar en el infrarrojo
El llamado infrarrojo "cercano", hasta una longitud de onda de unos pocos micrómetros, abre una ventana a estrellas tan antiguas como nuestro Sol que son las más numerosas de las galaxias, pero no las más luminosas, al menos en el visible donde se encuentran. deslumbrado por estrellas más jóvenes. En nuestra imagen, el color amarillo pálido revela el mapa masivo de poblaciones estelares de halos galácticos, así como colas de marea.
Además, el infrarrojo cercano es relativamente insensible a la extinción de la luz por los granos de polvo y, por lo tanto, permite revelar la presencia de estrellas donde se concentran, por ejemplo, en viveros estelares. Así las bandas oscuras debidas al polvo, muy presentes en la imagen del Hubble, desaparecen con los ojos del James-Webb.
Más allá de los 5 micrómetros y el rango de investigación del instrumento NIRCam, entramos en los macizos de flores de MIRI y el dominio infrarrojo "medio", que se extiende hasta los 30 micrómetros. Las fuentes de emisión en el infrarrojo “medio” son múltiples y la interpretación de esta luz compleja… como lo son los fenómenos presentes en el quinteto de Stéphan.
Por ejemplo, en el quinteto, las nubes de gas fueron embestidas por una de las galaxias del grupo que llegaba a gran velocidad. Este polvo ha sido calentado por los choques y se irradia (también lo haría por calentamiento durante los brotes de formación estelar, por ejemplo), lo que explica las vetas rojas muy visibles entre las galaxias.
Otros filamentos parecen escapar de la galaxia ubicada en la parte superior de la imagen. Son testigos de un importante resurgimiento de la actividad generada por las colisiones en el corazón de la galaxia, donde acecha un agujero negro ultramasivo.
Mejor resolución
Pero si el telescopio James-Webb supera al Hubble es sobre todo por su ganancia de resolución.
Como todo telescopio espacial que supera las turbulencias atmosféricas, el Hubble ya brillaba con la delicadeza de sus imágenes. El James Webb destaca por el gran tamaño de su retrovisor. Con él, las zonas de emisión difusa se dividieron en múltiples cúmulos estelares.
Es por eso que la luz de una de las galaxias del Quinteto, NGC 7320 (a la izquierda en la imagen) tiene una textura punteada diferente a las demás: se resuelve en estrellas individuales. Sin embargo, incluso observada con la agudeza excepcional del telescopio James-Webb, a la distancia del quinteto, la luz debería ser difusa.
De hecho, NGC 7320 se encuentra en primer plano y por lo tanto no pertenece al grupo… ¡pero el quinteto no es un cuarteto para todo eso! De hecho, elimagen obtenida con el telescopio Canada-France-Hawaii había revelado la presencia de una quinta galaxia, ubicada fuera del campo de visión del James-Webb.
Este efecto de proyección se conoce desde hace mucho tiempo, pero se ilustra en esta imagen de manera notable. Por lo tanto, el James-Webb no solo proporciona imágenes espectaculares para el público y datos valiosos para los científicos: también tiene virtudes educativas.
Pierre-Alain Duque, Director de Investigación del CNRS, Director del Observatorio Astronómico de Estrasburgo, Universidad de Estrasburgo
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