El 11 de octubre de 2022, el Telescopio Espacial James Webb de la NASA pasó más de 20 horas observando el campo ultra profundo del Hubble largamente estudiado por primera vez. El programa de observadores generales (GO 1963) se centró en analizar el campo en longitudes de onda entre aproximadamente 2 y 4 micras.
Hablamos con Christina Williams (NOIRLab de NSF), Sandro Tacchella (Universidad de Cambridge) y Michael Maseda (Universidad de Wisconsin-Madison) para aprender más sobre la primera observación del Campo Ultra Profundo del Hubble a través de los ojos de Webb.
¿Qué es importante que la gente sepa acerca de estas observaciones de Webb?
Michael Maseda: El hecho de que veamos gas caliente e ionizado nos dice exactamente dónde nacen las estrellas en estas galaxias. Ahora podemos separar esas áreas de donde ya existían las estrellas. Esa información es muy importante porque, miles de millones de años después, no sabemos exactamente cómo las galaxias llegaron a ser como son hoy. Es importante tener en cuenta que todavía no hemos visto todo lo que hay que ver. Todo nuestro programa fue de ~ 24 horas, que no es mucho tiempo en el gran esquema de cuánto tiempo lo han mirado otros observatorios. Pero, incluso en este período de tiempo relativamente corto, estamos empezando a armar una nueva imagen de cómo las galaxias están creciendo en este punto realmente interesante de la historia del Universo.
¿Qué le interesa aprender al explorar el Campo Ultra Profundo del Hubble con Webb?
Christina Williams: Propusimos obtener imágenes del Campo Ultra Profundo utilizando algunos de los filtros de imagen de banda media NIRCam de Webb, lo que nos permitió tomar imágenes de características espectrales con mayor precisión de lo que podríamos con filtros de banda ancha porque los filtros de banda media abarcan un rango de longitud de onda más corto. Esto nos da más sensibilidad en la medición de colores, lo que nos ayuda a comprender la historia de la formación estelar y las propiedades de ionización de las galaxias durante los primeros mil millones de años del universo, como en la Era de la Reionización. Medir la energía que las galaxias produjeron en ese momento nos ayudará a comprender cómo las galaxias reionizaron el universo, revirtiéndolo de ser gas neutro a ser una vez más un plasma ionizado como lo fue después del Big Bang.
Sandro Tacchella: Una de las preguntas clave pendientes en astrofísica extragaláctica es cómo se forman las primeras galaxias. Dado que las bandas medias cubren un rango de diferentes longitudes de onda, podemos encontrar directamente algunas de las primeras galaxias en el universo temprano, o podemos fechar las estrellas en galaxias cuando el universo tenía aproximadamente mil millones de años para comprender cuándo la galaxia realmente formó sus estrellas en el pasado. Este estudio ayuda a precisar la formación de las primeras galaxias.
Michael: Las capacidades que tenemos con los filtros de banda media de Webb son bastante nuevas. Estamos obteniendo una especie de híbrido entre imágenes y espectroscopia, por lo que estamos obteniendo información detallada para básicamente todas las galaxias en el campo, a diferencia de la espectroscopia tradicional donde solo se podían seleccionar unas pocas galaxias en el campo de visión para el estudio. Es realmente una imagen completa en el sentido de que esta información complementa una gran cantidad de datos existentes, no solo del Hubble, sino también de instrumentación terrestre como MUSE (Multi Unit Spectroscopic Explorer) en el Very Large Telescope, donde tenemos espectroscopía en diferentes longitudes de onda para varios de estos objetos. MUSE es muy bueno para encontrar galaxias que tienen emisión Lyman-alfa, o luz de hidrógeno ionizado en estas galaxias, que son el tipo de galaxias que existían cuando la reionización estaba terminando. Estos nuevos datos son una pieza faltante que no teníamos antes en términos de comprender la población completa de galaxias en este campo.
¿Hubo algo inesperado en estos datos que te sorprendió?
Michael: No sé si me sorprendió exactamente, pero las imágenes eran incluso mejores de lo que esperaba. En estas imágenes, se puede ver a simple vista que se trata de gas ionizado en un área bastante grande. Esperaba que todo quedara sin resolver, pero tenemos una resolución lo suficientemente alta como para verlo realmente. Y me complace verlo porque podría haber sido mucho más difícil entender lo que estaba sucediendo.
Christina: Creo que ver lo hermosas que son las imágenes y lo alta calidad que terminaron siendo fue definitivamente un punto culminante. Calculamos que podríamos hacer cosas como esta, pero era diferente verlo y tener los datos reales en la práctica.
¿Por qué eligió hacer públicos los datos de inmediato?
Sandro: Las galaxias son sistemas muy complejos en los que una amplia gama de procesos diferentes trabajan en diferentes escalas espaciales y temporales, por lo que hay muchos enfoques que se pueden utilizar para comprender mejor la física de las galaxias. Por lo tanto, ponerlo a disposición de muchos grupos diferentes facilitará la búsqueda de más información.
Christina: Webb todavía es muy nuevo, y la gente todavía está aprendiendo las mejores prácticas de cómo analizar conjuntos de datos. Por lo tanto, beneficia a todos tener algunos conjuntos de datos que estén disponibles de inmediato para ayudar a las personas a comprender la mejor manera de hacer uso de los datos de Webb en el futuro y planificar mejor los programas en ciclos futuros que se basan en la experiencia real con los datos.
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Fuente: NASA