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James Webb Captura una impresionante imagen de la galaxia Cartwheel

El Telescopio Espacial James Webb ha observado a la imponente Galaxia Cartwheel, revelando nuevos detalles sobre la formación de estrellas y el agujero negro central de la galaxia. Observando en infrarrojo el telescopio espacial produjo esta imagen detallada de Cartwheel y dos galaxias compañeras más pequeñas contra un telón de fondo de muchas otras galaxias…

Créditos: NASA, ESA, CSA, STScI

Está situada a unos 500 millones de años luz de distancia en la constelación de Escultor, la curiosa y espectacular forma  que tiene es fruto una violenta colisión galáctica, dejándole una forma parecida a una rueda de carro.

Una galaxia más pequeña pasó a través de ella y produjo ondas de choque que barrieron el gas y el polvo. El anillo más externo de la galaxia, que es 1,5 veces el tamaño de nuestra Vía Láctea, marca el borde de la onda de choque. A esta galaxia también se la denomina la galaxia rueda de carro.

Las observaciones de Webb subrayan que Cartwheel se encuentra en una etapa muy transitoria. La galaxia, que presumiblemente era una galaxia espiral normal como la Vía Láctea antes de su colisión, continuará transformándose. Si bien Webb nos brinda una instantánea del estado actual de Cartwheel, también brinda información sobre lo que le sucedió a esta galaxia en el pasado y cómo evolucionará en el futuro

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La espectaculares primeras imágenes oficiales del telescopio espacial James Webb

El 12 de julio pasará a la historia de la astronomía y de la observación desde el espacio, el telescopio espacial James Webb nos ha mostrado su primera imagen, el mundo astronómico ha quedado maravillado con el resultado y los científicos ya están procesando la panorámica de miles de galaxias muy distantes. Aquí la tenéis como primicia mundial, que además ha sido la primera que ha enseñado para todo el mundo el presidente de EEUU Jonh Baiden;

Crédito de la imagen: NASA, ESA, CSA y STScI

El telescopio espacial James Webb de la NASA ha producido la imagen infrarroja más profunda y nítida del universo distante hasta la fecha. Conocida como el primer campo profundo de Webb, esta imagen del cúmulo de galaxias SMACS 0723 está repleta de detalles.

Miles de galaxias, incluidos los objetos más débiles jamás observados en el infrarrojo, han aparecido a la vista de Webb por primera vez. Este campo profundo, tomado por la cámara de infrarrojo cercano de Webb (NIRCam), es un apilado de imágenes en diferentes longitudes de onda, con un total de 12,5 horas, alcanzando profundidades en longitudes de onda infrarrojas más allá de los campos más profundos del telescopio espacial Hubble.

Espectros de las galaxias observadas en el Universo profundo. Crédito de la imagen: NASA, ESA, CSA y STScI

La imagen muestra el cúmulo de galaxias SMACS 0723 tal como apareció hace 4600 millones de años. La masa combinada de este cúmulo de galaxias actúa como una lente gravitacional , magnificando galaxias mucho más distantes detrás de él. La NIRCam de Webb ha enfocado nítidamente esas galaxias distantes: tienen estructuras diminutas y tenues que nunca antes se habían visto, incluidos cúmulos de estrellas y características difusas. 

Pero no sólo se ha enseñado esta imagen, habían cuatro logros más, tres imágenes y el espectro de un exoplaneta en el que se han encontrado nubes de agua.

Aquí os dejamos las maravillas del cosmos vistas desde el James Webb:

Este paisaje de «montañas» y «valles» salpicado de estrellas brillantes es en realidad el borde de una joven región de formación estelar cercana llamada NGC 3324 en la Nebulosa Carina. Capturada en luz infrarroja esta imagen revela por primera vez áreas de nacimiento de estrellas previamente invisibles. Crédito de la imagen: NASA, ESA, CSA y STScI
La observación detallada de Webb de este planeta caliente fuera de nuestro Sistema Solar revela la firma clara del agua, junto con evidencia de neblina y nubes que estudios previos de este planeta no detectaron. Con la primera detección de agua en la atmósfera de un exoplaneta por parte de Webb, ahora se dedicará a estudiar cientos de otros sistemas para comprender de qué están hechas otras atmósferas planetarias. Crédito de la imagen: NASA, ESA, CSA y STScI
Esta nebulosa planetaria se encuentra a unos 2.000 años luz de distancia.  Aquí, los poderosos ojos infrarrojos de Webb traen una segunda estrella moribunda a la vista por primera vez.  Desde su nacimiento hasta su muerte como nebulosa planetaria, Webb puede explorar las capas de polvo y gas que expulsan las estrellas envejecidas que algún día pueden convertirse en una nueva estrella o planeta, Crédito de la imagen: NASA, ESA, CSA y STScI
Quinteto de Stephan; Las estrellas se derivan y contribuyen al gas y al polvo en cantidades masivas, girando alrededor de las galaxias. 
Ahora, los científicos pueden obtener una visión poco común, con un detalle sin precedentes, de cómo las galaxias que interactúan desencadenan la formación de estrellas entre sí y cómo se altera el gas en estas galaxias. Crédito de la imagen: NASA, ESA, CSA y STScI

Los astrofísicos pronto comenzarán a aprender más sobre las masas, edades, historias y composiciones de las galaxias, ya que el telescopio James Webb busca las galaxias más antiguas del universo… todo un reto que vamos a poder disfrutar durante las miles de imágenes que enviará en estos futuros meses y años…

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El 12 de julio será un día único para la observación desde el espacio, el telescopio espacial James Webb nos mostrará su primera imagen

El 12 de julio será un día único para la observación desde el espacio, el telescopio espacial James Webb nos mostrará su primera imagen, el mundo astronómico está totalmente expectante y los científicos que ya están procesando la imagen están totalmente conmovidos con el resultado que va a obtener.

James Webb es el telescopio espacial más grande, poderoso, espectacular y complejo jamás construido y lanzado al espacio.

El telescopio espacial James Webb (JWST o Webb) es un observatorio infrarrojo en órbita que complementará y ampliará los descubrimientos del fructífero telescopio espacial Hubble , con una cobertura de longitud de onda más larga y una sensibilidad muy mejorada. Las longitudes de onda más largas permiten a Webb mirar mucho más cerca del comienzo del tiempo y buscar la formación no observada de las primeras galaxias , así como mirar dentro de las densas nubes de polvo donde se están formando las nuevas estrellas y los sistemas planetarios.

Representación artística del telescopio espacial James Webb. Créditos: ESA/NASA

Los objetos más distantes se desplazan más al rojo y su luz se desplaza desde los rayos ultravioleta y óptica hacia el infrarrojo cercano. Por lo tanto, las observaciones de estos objetos distantes (como las primeras galaxias formadas en el Universo, por ejemplo) requieren un telescopio infrarrojo. Webb observará principalmente el Universo en infrarrojos, mientras que Hubble lo estudiará principalmente en longitudes de onda ópticas y ultravioleta (aunque tiene alguna capacidad infrarroja). Webb también tiene un espejo mucho más grande que el Hubble. Esta mayor área de recolección de luz significa que Webb puede mirar más atrás en el tiempo de lo que Hubble es capaz de hacer. 

El Hubble se encuentra en una órbita muy cercana alrededor de la Tierra, mientras que Webb está a 1,5 millones de kilómetros (km) de distancia en el segundo punto de Lagrange (L2).

Es el telescopio astronómico más grande lanzado al espacio, con un espejo primario de 6,5 metros de diámetro y unas dimensiones de su escudo térmico, similares a las de una cancha de tenis. El espejo está formado por 18 segmentos y el escudo térmico, que debe proteger el telescopio de la radiación solar, está compuesto por cinco membranas de Kapton, un polímero del que se ha desarrollado una versión avanzada especial para JWST y que es especialista en diseminar la temperatura hacia el exterior. Entre la capa más externa, y más próxima al Sol, y la más interna, y cercana al espejo primario, habrá un salto de 84º a -230º C, que es la temperatura necesaria para que los instrumentos de infrarrojo puedan operar. Como hemos visto tiene un espejo primario de 6.5 metros diámetro, lo que le da un área de recolección significativamente mayor que los espejos disponibles en la generación actual de telescopios espaciales. El espejo del Hubble tiene 2,4 metros de diámetro mucho más pequeño y su área de recolección correspondiente es de 4.5 m 2, lo que le da a Webb alrededor de 6.25 veces más área de recolección. 

Comparación del espejo primario del Hubble con el Webb. Créditos: NASA

Los datos de las primeras observaciones científicas específicas del Telescopio Espacial James Webb, ya están perfiladas. Estas observaciones se han completado dentro de los primeros cinco meses de las operaciones científicas del Webb. Algunos de los programas seleccionados incluyen el examen de Júpiter y sus lunas, la búsqueda de moléculas orgánicas alrededor de las estrellas jóvenes,  calculo de la masa de agujeros negros supermasivos que acechan en núcleos galácticos y la búsqueda de galaxias en el universo temprano. En el siguiente enlace podéis consultar qué objetivos tendrá en sus primeros meses: Programa de observación del telescopio espacial James Webb

webb espacioUna de las áreas de investigación más esperadas por Webb sera estudiar planetas que orbitan alrededor de otras estrellas, los explanetas. Cuando un exoplaneta pasa frente a su estrella, la luz de la estrella se filtra a través de la atmósfera del planeta, que absorbe ciertos colores de luz dependiendo de la composición química. Webb medirá esta absorción, utilizando espectrógrafos infrarrojos, para buscar las huellas químicas de los gases de la atmósfera. Los resultados ayudarán a guiar las estrategias de observación de las super Tierras más pequeñas, en su mayoría rocosas y más similares a la Tierra, donde la composición atmosférica puede dar indicios de la potencial habitabilidad de un planeta.

Webb también observará el universo distante, examinando galaxias cuya luz se ha estirado en longitudes de onda infrarrojas mediante la expansión del espacio. Esta región infrarroja está más allá de lo que el Hubble puede detectar. Este telescopio nos abrirá una nueva visión del Cosmos y seguramente nos hará descubrir cosas sorprendentes.

¿Qué imagen nos enseñará el día 12 de julio?… aquí la colocaremos para que la veáis.

Para saber más:

Página oficial del Telescopio espacial James Webb: https://www.jwst.nasa.gov/index.html

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Las primeras imágenes del telescopio James Webb superan todas las expectativas

Habiendo completado el autoensamblaje de su espejo principal de 18 segmentos, el telescopio espacial James Webb ha tomado imágenes excepcionales de una estrella como prueba de sus enormes capacidades. La estrella, conocida como HD84406, es 100 veces más débil de lo que puede verse con el ojo humano. La estrella en sí es de poco interés pero los astrónomos ha quedado cautivados por el rocío de pequeños puntos esparcidos por el fondo. Cada uno de esos puntos es una galaxia distante, y esta es la primera vez que han sido observadas.

Este gif muestra varias imágenes intermedias de estrellas utilizadas para el crucial proceso de alineación del espejo hasta observase la espectacular imagen de la estrella y las galaxias de fondo (pequeños puntos borrosos naranjas). Crédito: JWST. NASA/Twitter

Estas primeras imágenes son imágenes de alta ingeniería, diseñadas para probar el telescopio. 

El espejo principal del telescopio tiene 6,5 metros de ancho y está compuesto por 18 segmentos hexagonales que se autoensamblan en el espacio. La alineación de cada uno de estos segmentos para completar una sola superficie reflectante requiere una precisión a escala nanométrica. 

Las imágenes de ingeniería observadas son tan nítidas como las imágenes que puede tomar el telescopio espacial Hubble, pero tienen una longitud de onda de luz que es totalmente invisible para el Hubble. Así que esto está haciendo que el universo invisible se ajuste a un enfoque muy, muy nítido. Más que confirmar que el telescopio funciona sin problemas, estas primeras imágenes también son una clara demostración de las capacidades de James Webb.

Cien veces más sensible que el Hubble y operando en el ámbito del infrarrojo, James Webb ya está capturando galaxias mucho más distantes que cualquiera que se hayan visto antes.

Dondequiera que miremos con James Webb estamos viendo un campo profundo, con lo que estamos viendo atrás en el tiempo a las galaxias como se veían hace miles de millones de años.

James Webb lleva cuatro instrumentos científicos a bordo, pero solo uno, la cámara de infrarrojo cercano (NIRCam) que ayudó a entregar estas primeras imágenes, está actualmente en funcionamiento. La NASA cree que los tres restantes estarán en acción y listos para comenzar el proceso de creación de imágenes científicas en junio o julio de 2022.

Estas imágenes nos permitirán mirar hacia atrás en el tiempo para capturar galaxias de los primeros días de nuestro universo, solo unos cientos de millones de años después del Big Bang, lo que podría transformar nuestra comprensión de la formación y evolución de las galaxias. Podrá capturar la luz de las estrellas distantes de las galaxias que se han desplazado hacia el rojo de las longitudes de onda UV al infrarrojo, lo que significa que, literalmente, podemos ver más atrás, cuando el universo era más joven, para comprender más acerca de cómo se formaron y crecieron las primeras galaxias.

Los instrumentos infrarrojos del telescopio también se adaptan perfectamente para ayudarnos a revelar más sobre el universo cercano mediante el estudio de planetas fuera de nuestro sistema solar. 

Finalmente, el telescopio espacial James Webb es lo que los astrónomos conocen como un «destructor de polvo». Tanto cerca como lejos de donde se forman los planetas y las estrellas, hay montones de polvo, porque con el tiempo las estrellas enriquecen el universo al crear elementos más pesados ​​en sus núcleos. El polvo es molesto porque absorbe la luz brillante que proviene de las estrellas, ocultando nuestra vista de regiones importantes e incluso haciendo que las galaxias distantes sean más difíciles de ver. Pero esta luz se vuelve a emitir en longitudes de onda más largas que JWST podrá ver, lo que nos permitirá aprender más sobre cómo se formaron los sistemas planetarios como el nuestro.

Para saber más:

https://www.jwst.nasa.gov/

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El impresionante movimiento del telescopio James Web en el punto de Lagrange L2

El telescopio espacial James Web está orbitando a una distancia de 1 millón de kilómetros es un punto de Lagrange, concretamente en el L2.

Pero ¿qué son los puntos de Lagrange?

Los puntos de Lagrange son lugares en el espacio interplanetario donde las fuerzas gravitatorias y el movimiento orbital del cuerpo se equilibran entre sí. Fueron descubiertos por el matemático francés Louis Lagrange en 1772 tratando un caso particular del problema de tres cuerpos, usando un tercer cuerpo muy pequeño (m) en órbita alrededor de las órbitas de dos cuerpos más masivos M1 y M2.

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                                               Problema de tres cuerpos 

Podemos decir que los puntos de Lagrange (L1, L2, L3, L4 y L5) son las soluciones estacionarias del problema de tres cuerpos restringido a órbitas circulares.

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En el caso de órbitas elípticas no hay puntos estacionarios sino que más bien se trata de una especie de «área».

Los puntos de Lagrange sucesivos forman órbitas elípticas estacionarias, geométricamente semejante a la órbita de los cuerpos mayores.

Esto se debe a la segunda ley de Newton:

(dp/dt = F), dónde p = mv (p es la cantidad de movimiento, m la masa y v la velocidad). p es un invariante si la fuerza y posición se multiplican por un mismo factor.

Un cuerpo en un punto de Lagrange órbita con el mismo período que los dos cuerpos grandes en el caso circular, implicando que tienen la misma proporción entre fuerza gravitatoria y distancia radial. Este hecho es independiente de la circularidad de las órbitas e implica por tanto que las órbitas elípticas descritas por los puntos de Lagrange son soluciones de la ecuación de movimiento del tercer cuerpo.

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Áreas de Lagrange

Por tanto en esas zonas pueden quedarse atrapados de forma estacionaria algunos asteroides. ¿Pero en qué zonas de Lagrange podemos encontrarlos?

De los cinco puntos de Lagrange, tres son inestables y dos son estables, los puntos inestables son los L1, L2 y L3, que se encuentran en la línea que une las dos grandes masas del sistema.

    Los puntos de Lagrange estables – L4 y L5 – forman el ápice de dos triángulos equiláteros que tienen las grandes masas en sus vértices, formando un ángulo de 60º con la masa más grande. Por tanto en esas zonas encontraríamos acumulado algún tipo de objeto, y de hecho así es, en Júpiter encontramos lo que se denomina asteroides troyanos y griegos en estado de oscilación.

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Asteroides troyanos de Júpiter (en zonas de Lagrange L4 y L5 – puntos verdes)

Estos asteroides siguen órbitas alargadas en forma de “gota” (ver figura anterior “áreas de Lagrange”), sus movimientos son una combinación entre el periodo de 12 años de Júpiter y otro periodo más largo de 150 a 200 años de duración. El primero descubierto fue en 1906 por el astrónomo Max Wolf que descubrió un asteroide que parecía oscilar entorno al punto L4, tal asteroide se le llamó Aquiles, no se tardó mucho en encontrar más asteroides tanto en L4 como en L5, a los que se descubrieron en L4 se les puso nombres de diversos guerreros griegos y los del punto L5 nombres de los defensores de la ciudad de Troya.

   En el caso de la Tierra por ejemplo los puntos L4 y L5 están ocupados por partículas meteóricas que aparecen en condiciones de buena visibilidad como una tenue nebulosidad, a estas zonas se las denomina Nubes de Kordylewski.

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Zonas de Lagrange para el caso de la Tierra

En cuanto al punto L3 (opuesto al sol) aparece una luminosidad visible después de la puesta del sol en el plano de la eclíptica, este fenómeno recibe el nombre de “Gegenschein” , y se debe a la iluminación por parte del sol de partículas meteóricas en dicho punto de Lagrange.

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El Gegenschein desde Chile (Observatorio las Campanas), Créditos : Yuri Beletsky -http://apod.nasa.gov/apod/ap140114.html

Muchos más planetas tienen objetos en sus respectivos puntos de Lagrange L4 y L5, por ejemplo Neptuno tiene objetos troyanos del cinturón de Kuiper. Saturno tiene una luna, la luna Tetis que tiene dos satélites más pequeños en los puntos L4 y L5, de nombre Telesto y Calipso. También otra luna de Saturno, concretamente Dione tiene dos lunas menores, las lunas Helena y Pollux en los puntos de Lagrange.

  Los puntos de Lagrange L4 y L5 son muy estables, si en algún momento un objeto que este en estos puntos es perturbado, volvería a la estabilidad de esa órbita debido a la fuerza de Coriolis que actuaría sobre el cuerpo, esta fuerza hace que un objeto que se desplace alejándose del eje de rotación lo empuje en sentido contrario a la rotación del sistema.

Como veis el Sistema Solar es un sistema muy complejo, en el que hay una gran cantidad de objetos ubicados en muchas zonas, no hay un vacío entre planetas, estamos rodeados de billones de objetos de todos los tamaños que hacen que nuestro Sistema Solar sea de los más fascinantes conocidos hasta la fecha.

El movimiento de corrección del telescopio espacial James Web en L2 debe ser continuo y lo hace en forma de una órbita parecida a una gota, lo podéis ver en el siguiente vídeo de la NASA:

Algunos de los programas seleccionados para estudios desde el James Web incluyen el examen de Júpiter y sus lunas, la búsqueda de moléculas orgánicas alrededor de las estrellas jóvenes,  calculo de la masa de agujeros negros supermasivos que acechan en núcleos galácticos y la búsqueda de galaxias en el universo temprano.

webb espacioUna de las áreas de investigación más esperadas por Webb sera estudiar planetas que orbitan alrededor de otras estrellas, los explanetas. Cuando un exoplaneta pasa frente a su estrella, la luz de la estrella se filtra a través de la atmósfera del planeta, que absorbe ciertos colores de luz dependiendo de la composición química. Webb medirá esta absorción, utilizando espectrógrafos infrarrojos, para buscar las huellas químicas de los gases de la atmósfera. Los resultados ayudarán a guiar las estrategias de observación de las super Tierras más pequeñas, en su mayoría rocosas y más similares a la Tierra, donde la composición atmosférica puede dar indicios de la potencial habitabilidad de un planeta.

Webb también observará el universo distante, examinando galaxias cuya luz se ha estirado en longitudes de onda infrarrojas mediante la expansión del espacio. Esta región infrarroja está más allá de lo que el Hubble puede detectar.

Para más información: 

www.nasa.gov/webb

www.webbtelescope.org