¿Como será la resolución del James Webb?

Agustin Ollarce

El telescopio espacial James Webb de la NASA aún está a más de un año de su lanzamiento (si no surge un nuevo retraso), pero el telescopio Gemini South en Chile ha brindado a los astrónomos una idea de lo que debería ofrecer el observatorio en órbita.




Usando una cámara de óptica adaptativa de campo amplio que corrige la distorsión de la atmósfera terrestre, Patrick Hartigan y Andrea Isella de Rice University y Turlough Downes de Dublin City University usaron el telescopio de 8.1 metros para capturar imágenes de infrarrojo de la Nebulosa Carina con la misma resolución que tendria el esperado telescopio Webb.

Sus imágenes, recopiladas durante 10 horas en enero de 2018 en el Observatorio internacional Gemini, un programa del NOIRLab de la Fundación Nacional de Ciencias , muestran parte de una nube molecular a unos 7.500 años luz de la Tierra. Se cree que todas las estrellas, incluido el sol de la Tierra, se forman dentro de nubes moleculares.

“Los resultados son asombrosos, vemos una gran cantidad de detalles nunca antes observados a lo largo del borde de la nube, incluida una larga serie de crestas paralelas que pueden ser producidas por un campo magnético, una notable onda sinusoidal casi perfectamente suave y fragmentos en la parte superior que parecen estar en el proceso de ser cortado de la nube por un fuerte viento “. […] “Esta región es probablemente el mejor ejemplo en el cielo de una interfaz irradiada”. […] “Las nuevas imágenes son mucho más nítidas que cualquier cosa que hayamos visto anteriormente. Proporcionan la visión más clara hasta la fecha de cómo las estrellas jóvenes masivas afectan su entorno e influyen en la formación de estrellas y planetas ”.

dijo Patrick Hartigan.

Las imágenes muestran una nube de polvo y gas en la Nebulosa Carina conocida como Muro Occidental. La superficie de la nube se está evaporando lentamente bajo el intenso resplandor de la radiación de un cúmulo cercano de estrellas jóvenes masivas. La radiación hace que el hidrógeno brille con luz infrarroja cercana, y los filtros especialmente diseñados permitieron a los astrónomos capturar imágenes separadas de hidrógeno en la superficie de la nube e hidrógeno que se estaba evaporando.


La imagen de la izquierda fue tomada con el Extremely Wide-Field Infrared Imager  del telescopio Blanco de cuatro metros en 2015. La imagen de la derecha, tomada en enero de 2018, tiene una resolución 10 veces más fina gracias a un espejo en el Gemini South Adaptive Optics Imager que cambia de forma para corregir la distorsión atmosférica causada por la atmósfera terrestre. Crédito: P. Hartigan / Rice University.

Un filtro adicional capturó la luz de las estrellas reflejada por el polvo, y la combinación de las imágenes permitió a Hartigan, Isella y Downes visualizar cómo interactúan la nube y el cúmulo. Hartigan había observado previamente el Muro Occidental con otros telescopios NOIRLab y dijo que era una excelente opción para seguir con el sistema de óptica adaptativa de Gemini.

Las imágenes de las regiones de formación de estrellas tomadas desde la Tierra generalmente se ven borrosas por las turbulencias en la atmósfera. Colocar telescopios en órbita elimina ese problema. Y una de las fotografías más emblemáticas del telescopio espacial Hubble, “Pillars of Creation” de 1995 , capturó la grandeza de las columnas de polvo en una región de formación de estrellas. Pero la belleza de la imagen desmiente la debilidad de Hubble para estudiar las nubes moleculares.

“El Hubble opera en longitudes de onda ópticas y ultravioleta que están bloqueadas por el polvo en regiones de formación de estrellas como estas”. […] “Muchas longitudes de onda del infrarrojo cercano solo serán visibles desde un telescopio espacial como el Webb”. […] “Pero para las longitudes de onda del infrarrojo cercano que llegan a la superficie de la Tierra, la óptica adaptativa puede producir imágenes tan nítidas como las adquiridas desde el espacio”.

dijo Patrick Hartigan.

Debido a que la luz del infrarrojo cercano penetra las capas externas de polvo en las nubes moleculares, las cámaras de infrarrojo cercano como el generador de imágenes de óptica adaptativa Gemini South pueden ver lo que hay debajo. A diferencia de las cámaras infrarrojas tradicionales, el generador de imágenes de Gemini South utiliza “un espejo que cambia de forma para corregir el brillo de nuestra atmósfera”. El resultado: fotografías con aproximadamente 10 veces la resolución de las imágenes tomadas con telescopios terrestres que no utilizan óptica adaptativa.

Pero la atmósfera causa más que borrosidad. El vapor de agua, el dióxido de carbono y otros gases atmosféricos absorben algunas partes del espectro del infrarrojo cercano antes de llegar al suelo.

“Estructuras como el Muro de las Lamentaciones serán valiosos terrenos de caza tanto para Webb como para telescopios terrestres con óptica adaptativa como Gemini South”. […] “Cada uno perforará las cubiertas de polvo y revelará nueva información sobre el nacimiento de las estrellas”.

dijo Patrick Hartigan.

El estudio fue publicado en Astrophysical Journal Letters. 

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