Ciència
Internacional 12/07/2022

El telescopi James Webb capta la imatge infraroja més nítida i profunda de l'Univers

Un exoplaneta, la mort d'una estrella i un conjunt de galàxies, entre les cinc primeres imatges captades per l'observatori espacial més gran del món

5 min
Telescopi James Webb amb la primera foto de l'univers més llunyà

BarcelonaEl president dels Estats Units, Joe Biden, va fer pública dilluns (dimarts a la matinada a Catalunya) la primera fotografia presa des del telescopi espacial James Webb . La primera imatge a tot color de Webb mostra milers de galàxies, inclosos els objectes més tènues que s'han observat en llum infraroja fins ara. Però no és l'única, perquè el telescopi espacial més gran del món també ha captat un exoplaneta, la imatge d'una estrella que mor, una fotografia en què es veuen cinc galàxies i un forat negre, i la imatge del naixement d'una estrella.

Són imatges captades pel gran telescopi James Webb, el successor –molt més potent– del Hubble, en un període de cinc dies. Només les primeres cinc de moltes més imatges que aquesta obra d'enginyeria astronòmica proveirà a la ciència a partir d'ara.

En un acte en directe des de la NASA amb connexions online amb les seus de l'agència espacial del Canadà i de l'Agència Espacial Europea (ESA), que formen part del projecte, es van mostrar al món les primeres cinc imatges obtingudes pel James Webb. Els únics que ho havien vist abans havien sigut el president i la vicepresidenta nord-americans, Joe Biden i Kamala Harris, en una sessió privada a la Casa Blanca el dia abans.

La primera foto de les cinc, titulada First deep field [Primer camp profund], mostra amb molt de detall el clúster de galàxies anomenat SMACS 0723. A la imatge, captada amb infraroig, es poden veure amb claredat milers de galàxies que fins ara no s'havien pogut observar. "El primer camp profund de Webb no és només la primera imatge a tot color del telescopi espacial, sinó que és la imatge infraroja més profunda i nítida de l'Univers llunyà que s'ha obtingut mai. La imatge cobreix un tros de cel de la mida aproximada d'un gra de sorra a la distància d'un braç estès. És només una petita porció del vast univers", va dir l'administrador de la NASA, Bill Nelson.

Alguns dels punts que es veuen a la imatge tenen fins a 13.100 milions d'anys i mostren ja la presència d'oxigen, hidrogen i neó, segons va explicar dimarts la científica de la NASA Jane Rigby, durant l'acte de presentació oficial. Vist sobre el cel que observem des de la superfície de la Terra, el tros d'Univers fotografiat té una mida més o menys equivalent a un gra de sorra sostingut amb el braç estirat. Les distàncies a l'Univers són tan grans que s'esborra la frontera entre temps i espai. D'aquesta manera, fotografiar galàxies que són molt lluny suposa també fotografiar enrere en el temps, perquè la llum que emeten (i que veiem a la Terra) triga milions d'anys a arribar.

El conjunt de galàxies de la foto és a una distància d'uns 4.600 milions d'anys llum. És a dir, la imatge captada pel telescopi mostra com era aquella porció de l'Univers fa 4.600 milions d'anys, que és el temps que ha trigat la llum emesa per aquelles galàxies a arribar a la Terra. Això vol dir que estem veient com eren aquelles galàxies abans i tot que la Terra existís, ja que el nostre planeta es va formar fa 4.500 milions d'anys. A més, el clúster SMACS 0723 té una massa combinada tan gran que corba la llum que li arriba, de manera que fa un efecte lupa que magnifica la mida d'altres galàxies més llunyanes.

El president dels EUA, Joe Biden, en l'acte de presentació de la imatge a la Casa Blanca.

Per captar la fotografia, el telescopi ha utilitzat la càmera NIRCam d'infraroig que té incorporada i la imatge final és l'agregació de 12 hores i mitja de gravació a diferents longituds d'ona. Gràcies a les fotos que vagi enviant el James Webb , "els investigadors aviat començaran a aprendre més sobre les masses de galàxies, la seva edat, la seva història i la seva composició", afegeix el text.

La segona revelació de la NASA –feta ja dimarts durant l'acte oficial de l'agència– no era ben bé una fotografia, sinó dades captades amb l'espectròmetre del telescopi. Amb aquesta eina es va captar el trànsit d'un exoplaneta (un planeta que no pertany al Sistema Solar), just quan passava davant d'una estrella. Les dades proveïdes pel Webb donen més detall del que s'ha aconseguit mai sobre la composició d'un exoplaneta. Aquest en concret, anomenat WASP-96b, té una mesura similar a Júpiter però amb la meitat de massa, molt calent, i els mesuraments que ha fet el telescopi mostren uns alts i baixos que indiquen la presència de vapor d'aigua en la seva atmosfera. No aigua líquida, sinó en estat gasós.

La tercera imatge mostra amb més nitidesa que mai la imatge d'una estrella que està morint, amb la nebulosa de gas que emet la seva destrucció. La càmera d'infrarojos mitjans (MIRI) que incorpora el Webb permet veure, de fet, que són dues, i no una, les estrelles que hi ha dins del núvol de gas i pols provocat per la mort d'una d'elles. Es troben a uns 2.000 anys llum de distància de la Terra. Els científics fins i tot han pogut discernir, entre els espurnejos que apareixen enmig de la nebulosa que les envolta, la llum d'una galàxia llunyana.

Imatge de la mort d'una estrella captada pel telescopi James Webb.

En la quarta fotografia s'hi veuen, amb un nivell de detall sense precedents, un grup compacte de cinc galàxies, el quintet de Stephan, situat a la constel·lació de Pegàs, a uns 300 milions d'anys llum de distància del Sistema Solar. Amb elles –per a l'ull entrenat– s'hi pot veure també un forat negre supermassiu. Les dades captades pel Webb distingeixen tantes longituds d'ona que permeten analitzar la composició i la temperatura del gas més proper al forat negre.

Fotografia d'infraroig captada pel telescopi James Webb on es veuen cinc galàxies i un forat negre.

La cinquena fotografia és la del naixement d'una estrella. Amb la bellesa d'una pintura, la imatge que capta centenars d'estrelles que no s'havien pogut observar mai fins ara i que envolten els "penya-segats còsmics" d'una nebulosa que està a 7.500 anys llum de distància de la Terra, la Nebulosa Carina. La fotografia revela les primeres i ràpides fases de formació estel·lar i permet als científics estudiar el gas i la pols que les van crear.

Imatge de la Carina Nebula on s'hi poden veure estrelles naixents, una de les cinc primeres imatges captades pel telescopi James Webb.

El telescopi James Webb és un projecte conjunt de la NASA, l'agència espacial nord-americana; l'Agència Espacial Europea (ESA, en les sigles en anglès), i l'Agència Espacial del Canadà (CSA, en les sigles en anglès). És el telescopi més potent que existeix i va ser posat en òrbita al voltant del Sol, a uns 1,5 milions de quilòmetres de la Terra, el desembre del 2021. La NASA espera que acabi substituint el telescopi Hubble, en funcionament des del 1990.

El telescopi James Webb durant la seva construcció el 2018.
stats