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Durante su corta permanencia en el espacio, el telescopio James Webb está reescribiendo y aumentando mucho de lo que sabemos sobre nuestro universo. Entremos y veamos los descubrimientos del telescopio James Webb, desde exoplanetas hasta cinturones de asteroides.
¿Qué tiene de especial el telescopio James Webb?
Para apreciar los descubrimientos del telescopio James Webb, debemos eche un vistazo rápido a lo que hace que el telescopio sea tan único.
Es gigantesco
El telescopio James Webb (JWST) es el telescopio más grande jamás colocado en el espacio, con 270 ft2 de área de superficie de espejo de colección primaria combinada. El Telescopio Espacial Hubble tiene 50 ft2 de área de superficie de espejo de colección combinada primaria.
¡Entonces! ¡Muchos! ¡Espejos!
El JWST tiene 18 espejos hexagonales de berilio recubiertos de oro. Cada sección en forma de hexágono del espejo primario tiene siete actuadores. Los actuadores permiten que la posición de cada espejo se ajuste independientemente de los otros espejos. La capacidad de ajustar cada espejo de forma independiente y corregir los errores de posicionamiento finalmente permite que los 18 espejos actúen como un solo espejo.
Óptica de la colección Crazy Good Light
El telescopio James Webb puede ver objetos que son demasiado viejos, distantes o débiles para el telescopio espacial Hubble.
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¡Cuanto más grande, mejor! El área de recolección de superficie grande (270 ft2) del espejo principal puede recolectar señales más pequeñas y más débiles que el Telescopio Espacial Hubble no pudo capturar.
La óptica de recolección de luz del JWST es tan buena que podemos observar alrededor de 13,4 mil millones hace años que. Podemos “ver” lo que sucedió cuando el universo se desarrolló aproximadamente 300 millones de años después del Big Bang. Podemos ver la luz que emana de la formación de las primeras galaxias.
Óptica de la colección Hubble
El telescopio espacial Hubble está diseñado principalmente para capturar datos electromagnéticos de longitudes de onda ópticas y ultravioleta.
Óptica de la colección JWST
La detección de infrarrojos es el objetivo principal del JWST. A medida que la luz viaja largas distancias, la longitud de onda cambia. Las ondas electromagnéticas que comenzaron siendo visibles para el ojo humano (y el Hubble) cambiaron a longitudes de onda más largas (o más cortas) que no son captadas por el ojo humano (o el Hubble). El JSWT puede”ver”aproximadamente 150 000 millones de años antes (en el tiempo) que el telescopio espacial Hubble.
¡El JWST acaba de empezar!
Tan loco como suena, el JWST solo ha estado en servicio durante aproximadamente un año. El JWST se lanzó el 25 de diciembre de 2021 y entró en servicio a fines de junio de 2022. En ese corto tiempo, el JWST revela una cantidad fantástica de datos.
Entremos y veamos las 5 cosas James Webb ha descubierto, desde exoplanetas hasta cinturones de asteroides.
Descubrimiento n.° 1 del Telescopio James Webb: Formación temprana de galaxias
La capacidad de ver hacia atrás en el tiempo cambió rápidamente gran parte de lo que los científicos creen sobre la formación de galaxias El JWST usó sus capacidades de detección UV para descubrir seis galaxias gigantes (ópticamente desplazadas hacia el rojo) que existieron entre 500 y 700 millones de años después del Big Bang.
Estos objetos son mucho más masivos de lo que nadie esperaba. ”, dijo el coautor del estudio Joel Leja, profesor asistente de astronomía y astrofísica en la Universidad de Penn State, en un comunicado. “En este momento, solo esperábamos encontrar galaxias pequeñas, jóvenes y bebés, pero hemos descubierto galaxias tan maduras como la nuestra en lo que antes se entendía como el amanecer del universo.
Joel Leja/CNN
La detección de galaxias maduras en lugar de galaxias jóvenes cuestiona casi todo lo que los científicos creían sobre la formación de galaxias. Hay dos teorías principales sobre la formación de galaxias.
Teoría de formación de galaxias #1 (Teoría más aceptada)
Las estrellas se forman cuando el polvo y el gas colapsan debido a su propia atracción gravitatoria.
Teoría de formación de galaxias #2 (no tan popular)
La materia pequeña se acumula. Más materia pequeña se adhiere a la materia pequeña agrupada. Repita el proceso hasta que se complete la formación de galaxias.
¿Qué significa?
La teoría aceptada de la formación de galaxias es cuestionada por el descubrimiento de galaxias maduras en las primeras etapas de el universo después del Big Bang. Si la teoría más aceptada es correcta, ¿cómo pueden existir galaxias maduras? ¿No deberían seguir desarrollándose?
La detección de estas seis galaxias gigantes significa que el 99% de los algoritmos de modelado por computadora sobre cómo se desarrolló el universo deben corregirse. ¡GUAU! ¡Mejor desempolve la tecla”Eliminar”!
Descubrimiento del Telescopio James Webb #2: Exoplanetas
Las imágenes ópticas y algunos análisis infrarrojos fueron los principales métodos de detección de exoplanetas (planetas en otro sistema solar ) hasta que el JWST se lanzó al espacio con capacidades IR.
Cuando un exoplaneta pasa frente a”su”estrella, la intensidad de la estrella disminuye en el área frente al exoplaneta. No pudimos”ver”el planeta, pero pudimos”ver”los efectos de un exoplaneta que orbita alrededor de su propio sol.
El JWST está despegando el velo de misterio que rodea a los exoplanetas y permitiéndonos entender el planeta. formación.
HIP 65426
El exoplaneta gigante gaseoso HIP 65426-b orbita la estrella llamada HIP 65426. HIP 65426-b está a unos 385 años luz de la Tierra.
HIP 65426 b es un súper Júpiter exoplaneta descubierto en 2017.
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¿Dónde está el exoplaneta?
La firma espectral del exoplaneta está enterrada dentro de la firma espectral (muy brillante) de la estrella misma. JWST recopilando datos de esta estrella no es innovador; el telescopio espacial Hubble ya ha recopilado datos.
Recolectando más longitudes de onda que el telescopio espacial Hubble
Lo que es diferente del telescopio espacial Hubble es la capacidad de JWST para recopilar desde un rango de longitud de onda más completo , bloquear señales no deseadas y filtrar los datos. El JWST utiliza una cámara de infrarrojo cercano (NIRCam) y un instrumento de infrarrojo medio MIRI (MIRI).
El NIRCam es una cámara infrarroja diseñada para longitudes de onda entre 0,6 y 5 micrones. MIRI es un espectrógrafo infrarrojo de rango medio que detecta longitudes de onda entre 5 y 28 micrones.
NIRCam y MIRI
La cámara de infrarrojo cercano (NIRCam) es el generador de imágenes principal de los telescopios James Webb. La NIRCam cubre el rango de longitud de onda infrarroja de 0,6 a 5 micras.
La imagen violeta muestra la cámara de infrarrojo cercano (NICCam) con una longitud de onda de 3 micras. La imagen azul muestra la cámara de infrarrojo cercano (NICCam) con una longitud de onda de 4,44 micras. La imagen amarilla muestra el instrumento de infrarrojo medio MIRI (MIR) con una longitud de onda de 11,4 micras. La imagen roja muestra el instrumento de infrarrojo medio MIRI (MIRI) con una longitud de onda de 15,5 micras.
Coronagraph
A coronagraph, además de NIRCam y MIRI, modifica la señal entrante. Un coronógrafo es un espejo con varias lentes que enfocan la señal de luz entrante. Ajustar los espejos y las lentes bloquea aproximadamente el 98,55 de la luz de una estrella.
WASP-96b
WASP-96b es un exoplaneta gigante gaseoso ubicado a unos 1120 años luz de la Tierra. Los astrónomos terrestres demostraron en 2018 que WASP-96 tiene cielos brillantes y despejados.
Las nubes, el polvo y los gases son la pesadilla de los científicos planetarios con grandes esperanzas de ver exoplanetas. El JWST pudo analizar la composición atmosférica de WASP-96b con su generador de imágenes de infrarrojo cercano y espectrógrafo sin rendija (NIRISS).
WASP-96b orbita su estrella similar al Sol WASP-96 cada 3,5 días terrestres.
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Los datos del espectrógrafo de JWST revelan que WASP-96b tiene nubes, vapor de agua y brumas Las nuevas mediciones de Webb muestran evidencia de vapor de agua, neblina y nubes nunca antes vistas.
Mediciones como esta permiten a los científicos planetarios comprender la formación de planetas. El conocimiento adquirido con WASP-96b aumenta la comprensión de la formación de otros exoplanetas.
Prueba de concepto
El entusiasmo por los exoplanetas y los datos del JWST son más que solo los propios exoplanetas.. (¡Lo siento, exoplanetas!) El alto nivel de entusiasmo es realmente sobre qué tipo de datos puede proporcionar JWST. Los datos muestran una vista previa del tipo de información que los científicos pueden obtener de las próximas observaciones.
Descubrimiento n.° 3 del telescopio James Webb: ¿Qué es ese asteroide?
Detectado (¡por casualidad!) dentro del telescopio Mid-¡El conjunto de datos de calibración de infrarrojos eran datos de un asteroide aleatorio! Es el objeto más pequeño detectado por el JWST, que mide poco menos de 0,6 millas de largo. El asteroide tiene aproximadamente el tamaño del Coliseo romano.
Los científicos están entusiasmados con el descubrimiento del asteroide porque destaca la capacidad de detección de JWST para objetos pequeños. La astronomía se enfoca principalmente en objetos más grandes simplemente porque podemos verlos o detectarlos y trazar su curso a través de los cielos.
Más asteroides menores pueden tener tanta información científica para proporcionar como asteroides más grandes. Ambos conjuntos de asteroides se originaron a partir del nacimiento del sistema solar (¡nuestro hogar!) Hace unos 4.500 millones de años. El estudio de asteroides cerca de la Tierra puede explicar la formación de la Tierra.
Descubrimiento n.º 4 del Telescopio James Webb: Pilares de la Creación
Las imágenes del Telescopio Espacial Hubble de los Pilares de la Creación son icónicas. La imagen de la izquierda despertó la imaginación de una nueva generación de astrónomos hace veinte años.
Pillars of Creation fueron fotografiados por el Telescopio Espacial James Webb en 2022.
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¡El JWST también está funcionando bien en el frente de la imagen! Es difícil exagerar cuán inspiradoras son estas imágenes para los estudiantes STEM en ciernes. Dentro de veinte años, podemos mirar hacia atrás a los Pilares de la Creación de JWST con asombro, tanto por lo lejos que hemos llegado desde 2023 como por lo mucho mejor que es la tecnología que tenemos disponible en 2043.
Los Pilares of Creation muestran las trompas de elefante de gas y polvo interestelar en la Nebulosa del Águila, a unos 6.500 años luz de la Tierra. Los datos de NIRCam y MIRI se”apilan”entre sí para formar una imagen compuesta.
Ahora podemos”ver a través”de parte del polvo en las imágenes del telescopio espacial Hubble. Ahora podemos ver estrellas recién formadas, miles de ellas. El polvo es un ingrediente crucial en la formación de estrellas.
Las gruesas bandas de polvo combinadas con el gas forman los”pilares”. A medida que los pilares comienzan a colapsar debido a las fuerzas gravitatorias, se calientan lentamente y nace una nueva estrella.
Descubrimiento del Telescopio James Webb #5: Wolf-Rayet 124
Wolf-Las estrellas Rayet son las estrellas más brillantes, más prominentes y más raras. Estas estrellas masivas están al final de sus vidas. Una estrella Wolf-Rayet se consume bastante rápido y luego explota.
Algunas estrellas vivirán miles de millones de años. Otras estrellas, las estrellas más grandes, tienen vidas más cortas. Las estrellas Wolf-Rayet solo viven unos pocos millones de años y se encuentran en la fase final de su vida, una que solo durará unos cientos de miles de años.
Wolf-Rayet 124 es una de las estrellas fugitivas más rápidas de la Vía Láctea.
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WR 124 está a unos 15 000 años luz de la Tierra en la constelación de Sagitta. La estrella se está encogiendo rápidamente a medida que los gases calientes salen de la superficie de la estrella hacia el espacio.
La radiación infrarroja ilumina la estrella. NIRCam y MIRI del JWST recopilaron datos de esta rara estrella. Las imágenes se “apilaron” unas sobre otras para formar una imagen compuesta. Cuando Wolf-Rayet 124 (o cualquier otra estrella Wolf-Raynet) finalmente explota, se denomina”Explosión de supernova”.
Una explosión de supernova ocurre después de que la estrella ha consumido todos los elementos (hidrógeno, seguido de helio, seguido del carbono, etc.) hasta llegar al hierro. ¡Todo el diablo se desata en el elemento hierro!
La estrella no puede consumir el hierro y colapsa sobre sí misma. Todo el colapso, de principio a fin, toma alrededor de un cuarto de segundo. Una onda de choque viajará a través del núcleo, saldrá de la estrella y creará una visualización increíble.
5 cosas que James Webb ha descubierto, desde exoplanetas hasta cinturones de asteroides Preguntas frecuentes (Preguntas frecuentes)
¿Cuánto tiempo permanecerá el Telescopio James Webb en el espacio?
Indefinidamente. La expectativa actual es que el telescopio tenga suficiente potencia restante para funcionar con precisión durante al menos diez años.
A menos que se realice un ejercicio de recarga de combustible (el telescopio está a un millón de millas de la Tierra), cuando se agote el combustible suministrado, el satélite caerá en órbita alrededor del sol cuando.
¿Dónde está el Telescopio James Webb en el espacio?
La ubicación del Telescopio James Webb se llama L2 Lagrange.
El L2 Lagrange permite que el JWST resida en un”punto óptimo”que requiere muy poco consumo de energía para mantenerse equilibrado entre la gravedad de la Tierra y el Sol. La posición L2 Lagrange está aproximadamente a un millón de millas de la Tierra.
¿Qué sucede si algo se rompe en el Telescopio James Webb?
El Telescopio Espacial Hubble está aproximadamente 332 millas sobre la superficie de la Tierra. La NASA ha enviado cuatro misiones diferentes al Hubble para realizar actualizaciones y reparaciones.
El Telescopio James Webb está a un millón de millas sobre la superficie de la Tierra. Si se rompe, no hay forma de arreglarlo. Los seres humanos todavía tienen (todavía) que viajar a un millón de millas de la Tierra.
La NASA diseñó e instaló un puerto de reabastecimiento de combustible en el Telescopio James Webb. Por el momento, la NASA no tiene ningún método para enviar astronautas o una nave espacial sin tripulación al Telescopio James Webb para reabastecerlo. Sin embargo, sabiendo lo inteligente que es la gente de la NASA, no nos extrañaría que estuvieran trabajando en un plan de reabastecimiento de combustible para una fecha posterior.