El Telescopio Espacial James Webb ya nos ha deslumbrado, pero lo mejor está por venir del observatorio, dicen los miembros del equipo de la misión.
«Tenemos mucho trabajo fantástico saliendo del telescopio», dijo Stephanie Milam. Telescopio espacial James Webb (JWST), científico adjunto del programa de ciencia planetaria, dijo a una audiencia en la conferencia y festivales South by Southwest (SXSW) en Austin, Texas, el martes (14 de marzo).
«La comunidad científica ha estado trabajando muy duro para analizar sus propios datos y ponerlos en publicaciones científicas revisadas por pares, y ahora finalmente está sucediendo», agregó Milam, del Laboratorio de Astroquímica en el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt. .
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Sensacional, recién estrenado Imagen JWST de WR 124, una estrella masiva y exótica que ya ha perdido unas 10 veces su masa Sol, es uno de los ejemplos. La hermosa imagen, tomada el verano pasado justo después de que JWST comenzara su misión científica, muestra cómo los instrumentos de infrarrojo cercano y medio del telescopio, combinados con sus 21,3 pies de ancho (6,5 metros) con óptica de espejo alto. , pueden mostrar a los astrónomos detalles que nunca antes habían visto.
En el caso de WR 124, los datos de la cámara de infrarrojo cercano (NIRCam) y el instrumento de infrarrojo medio (MIRI) revelan la intrincada estructura del polvo que rodea a WR 124, lo que permite a los astrónomos comprender mejor cómo se forma el polvo, el tamaño del partículas de polvo presentes y cantidad, y cómo el polvo de otras estrellas Wolf-Rayet similares contribuye al contenido total de polvo de la Vía Láctea, que luego se recicla en la próxima generación. estrellas y: planetas.
«Un área en la que realmente estamos obteniendo mucha información nueva es el nacimiento de estrellas», dijo Milam en el evento SXSW. «[We’re] comprender la formación de estrellas de una manera a la que nunca hemos tenido acceso, con toda esta nueva sensibilidad y detalle que nunca antes habíamos tenido. No solo vemos estrellas formándose nuestra propia galaxiapero incluso diferente galaxias … y ahora estamos obteniendo este detalle que anteriormente solo teníamos para nuestra propia comprensión galáctica, ahora expandiéndose a estas otras galaxias alrededor del mundo. espacio. Es un momento realmente emocionante para ser parte de ese campo y comprender cómo nació nuestro sol y cómo nació. se formo el sistema solary esto nos da la primera imagen real de ello.
Mirando a través de las nubes de gas polvoriento que envuelven las regiones de formación de estrellas que son opacas a las longitudes de onda visibles de la luz, la visión infrarroja de JWST puede revelar estos importantes detalles. Pero los astrónomos no solo quieren saber cómo se forman las estrellas y los planetas; también quieren saber más sobre cómo se están desarrollando. Aquí es donde entran las observaciones del WR 124. La estrella central que desprende la nebulosa de sus capas exteriores tiene 30 veces la masa de nuestro Sol y eventualmente explotará como supernova. JWST también promete hacer lo mismo con los planetas.
Los planetas de nuestro sistema solar son un punto de partida. «Miraremos el sistema solar con el Telescopio Espacial James Webb, y lo hemos estado haciendo», dijo Milam. ¡Grandes imágenes! Marte, Júpiter y: Neptuno ya han sido publicados por el equipo JWST, así como las observaciones efecto dardo En el asteroide Dimorphos en septiembre de 2022.
«Estaremos observando todo en nuestro sistema solar que JWST pueda señalar desde cerca de la Tierra. asteroides, cometas, objetos interestelarestodos los planetas y sus lunas hasta los confines de nuestro sistema solar, incluido nuestro amado planeta menor, PlutónMilam dijo. – Así que todavía queda mucho por venir.
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Más allá de nuestro sistema solar, hay muchos más planetas que orbitan alrededor de otras estrellas. Más que 5000 exoplanetas se han descubierto hasta ahora, que van desde gigantes más grandes que Júpiter hasta mundos tan pequeños como Marte. Aunque lo más fácil exoplanetas había Júpiter calientes para estudiar — gigantes gaseosos orbitando muy cerca de su estrella anfitriona, con un radio orbital de solo unos pocos millones de millas, porque producen la señal más fuerte.
Los primeros resultados de exoplanetas de JWST también provinieron de Júpiter calientes, por ejemplo Avispa-39b, un planeta gigante ubicado a 700 años luz de distancia. JWST realiza lo que se llama espectroscopia de tránsito, en la que cuando un planeta pasa (se mueve a través) de la cara de su estrella, parte de la luz de la estrella pasa a través de la atmósfera del planeta. Esta luz es absorbida por moléculas en la atmósfera del planeta, y diferentes moléculas absorben luz en diferentes longitudes de onda. El espectro de JWST de la atmósfera de WASP-39b, que muestra líneas de absorción que permiten a los astrónomos identificar las moléculas involucradas, es la mirada más detallada a la atmósfera de un exoplaneta hasta el momento.
«Ya hemos visto que los datos de JWST son tan buenos, tan precisos, que podemos detectar moléculas adicionales en las atmósferas de estos exoplanetas distantes que nunca esperábamos ver», dijo Knicole Colon de NASA Goddard, quien también. habló en el evento SXSW y es el científico adjunto del proyecto JWST para ciencia de exoplanetas.
Una de estas moléculas, el dióxido de azufre, se creó en la atmósfera de WASP-39b como resultado de reacciones fotoquímicas. En otras palabras, por la influencia de la luz solar sobre los átomos y moléculas de la atmósfera.
“Literalmente no pensamos que seríamos capaces de ver [the results of these chemical reactions] Con JWST», dijo Colón. «Aunque sabíamos que sería un gran telescopio, [the detection of sulfur dioxide was] todavía mucho mejor de lo esperado.»
Esto significa que a medida que JWST estudie y caracterice más y más exoplanetas, es casi seguro que nuevos y emocionantes descubrimientos estarán en la lista, descubrimientos que pueden enseñar a los astrónomos sobre la formación y evolución de estos planetas. Por ejemplo, la mezcla de gases en la atmósfera de un planeta puede dar alguna indicación de qué tan lejos se formó un planeta de su estrella.
Antes de JWST, los estudios de atmósferas de exoplanetas se limitaban a los Júpiter calientes, pero JWST ahora está comenzando a apuntar a más pequeños, planetas del tamaño de la tierra, también. Vistas sobre mundos rocosos TRAPENISTA-1 El sistema, por ejemplo, es continuo, pero debido a que estos planetas son mucho más pequeños que el caliente Júpiter y orbitan una débil estrella enana roja, JWST tardará más en revelar los detalles de sus atmósferas, si es que tienen atmósferas. Sin embargo, en los próximos años, algunos resultados de los planetas TRAPPIST-1 y otros mundos similares pueden cambiar la percepción de nuestro propio planeta. País: en el contexto espacial.
«Todavía estamos en los primeros días de descifrar todos los datos de muchos exoplanetas», dijo Colón. «Lo que queremos hacer es comparar esos sistemas y decir: «¿Son similares a la Tierra?» Estoy emocionado de ver lo que aprendemos sobre los planetas que son aproximadamente del mismo tamaño que el nuestro. Puede que no siempre tengan la misma temperatura, superficies con océanos líquidos y todo eso, pero esperamos aprender más al respecto. su ambiente general. ¿Hay agua en la atmósfera? ¿Hay dióxido de carbono? ¿Hay algo familiar para nosotros con lo que podamos relacionarnos y conectarnos para ayudarnos a comprender mejor? [whether] ¿Hay otra vida ahí fuera?
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Cualesquiera que sean esas respuestas, están llegando, y los próximos años serán extremadamente interesantes a medida que JWST haga descubrimientos que en última instancia podrían ser hitos históricos.
«Los primeros dos años de ciencia con JWST abrirán la puerta a las nuevas y enormes preguntas y desafíos que tenemos por delante sobre si podría haber vida en otro planeta», dijo Milam.
Otro misterio que captura la imaginación tanto como la búsqueda de exoplanetas habitables es el del universo oscuro. materia oscuraque es la sustancia misteriosa responsable de la gravedad adicional que se observa en las galaxias y los cúmulos de galaxias, y energía oscurala fuerza desconocida que impulsa la aceleración de la expansión del universo.
«Creemos que el 75% de toda la materia energética del universo es esta cosa misteriosa que llamamos energía oscura, y otro 20% ¿Es esta alguna otra sustancia misteriosa llamada materia oscura?, dijo Milam. “Cuando los astrónomos no saben qué es algo, lo llamamos oscuridad. Es increíble… cientos de miles de millones de galaxias y trillones de estrellas e innumerables planetas constituyen aproximadamente el 5% de todo el universo. Y el resto, el otro 95%, no sabemos qué es».
La materia oscura se encuentra en los halos invisibles que rodean las galaxias, razón por la cual Milam describe la materia oscura como el «zócalo» sobre el que se asientan las galaxias.
«JWST nos ayudará a aprender específicamente sobre la materia oscura», dijo Milam. «Al estudiar cómo cambian las galaxias con el tiempo, podemos aprender más sobre la materia oscura».
JWST no podrá descubrir qué es la materia oscura. depende de los físicos de partículas. Pero al observar cómo se comporta la materia oscura alrededor de las galaxias, los astrónomos podrán restringir algunas de sus propiedades, lo que podría ayudar a los físicos a descubrir su naturaleza. Los investigadores se han estado haciendo esta pregunta desde que Vera Rubin descubrió por primera vez la existencia de la materia oscura en la década de 1970, y JWST podría ayudar a los astrónomos a dar saltos gigantes en nuestra comprensión.
Mientras tanto, continúan los nuevos descubrimientos de JWST.
«Puedo decir que tenemos mucho trabajo fantástico saliendo del telescopio», dice Milam. “Tenemos una cola de comunicados de prensa para futuros lanzamientos, por lo que es un momento muy emocionante. Estamos lanzando algo cada semana, así que estén atentos y estoy seguro de que se sorprenderán».
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