Un árbol de Navidad cósmico surge de la unión entre los telescopios Hubble y James Webb

Las imágenes combinadas de los dos telescopios produjeron una bella imagen de un cúmulo de galaxias que recuerda a las luces titilantes de un árbol de Navidad.

Cúmulo de galaxias MCS0416
Imagen del cúmulo de galaxias MCS0416 obtenida combinando imágenes de los telescopios Hubble (visible) y James Webb (infrarrojo cercano). Créditos: NASA, ESA, CSA, STScI, J. Diego (Instituto de Física de Cantabria, España), J. D'Silva (U. Western Australia), A. Koekemoer (STScI), J. Summers & R. Windhorst (ASU), y H. Yan (U. Missouri).

Cuando los dos grandes del espacio trabajan unidos, el espectáculo está asegurado. Estos colosos son nuestros mayores telescopios espaciales, el Hubble y el James Webb, mientras que el "espectáculo" es una imagen particularmente bella de un cúmulo de galaxias que ha sido bautizado como el "árbol de Navidad". Diríamos que casi en el momento perfecto, a pocas horas de uno de los momentos más especiales del año.

Quiénes son Hubble y James Webb

Hubble y James Webb son dos telescopios espaciales dedicados respectivamente al astrónomo Edwin Hubble y a James Webb, administrador histórico de la NASA.

El telescopio Hubble fue puesto en órbita allá por 1990 y tiene un espejo de 2,4 m y una serie de instrumentos que permiten observaciones en las bandas que van desde el ultravioleta cercano hasta el visible y el infrarrojo.

El telescopio James Webb , puesto en órbita hace poco más de un año, cuenta con un espejo de 6,5 m de diámetro e instrumentos optimizados para la observación infrarroja.

La capacidad de un telescopio para captar luz y resolver (separar) objetos muy cercanos o detalles de un mismo objeto en sus imágenes depende del diámetro del espejo: cuanto mayor sea el diámetro, mayor será el poder de resolución del telescopio.

El telescopio Euclid, recientemente puesto en órbita, tiene un espejo de 1,2 metros.

Un árbol de Navidad... ¿en qué sentido?

Los dos telescopios observaron el mismo objeto muy distante de la Tierra, que también contiene galaxias muy antiguas, formadas unos 3 mil millones de años después del Big Bang. La edad actual del universo es de unos 14 mil millones de años.

MCS0416
Comparación de la imagen visible obtenida por el Hubble y la imagen en el infrarrojo cercano obtenida por James Webb, combinadas posteriormente para obtener la imagen de portada. Crédito: NASA, ESA, CSA, STScl.


Lo que observaron los dos telescopios es un cúmulo de galaxias llamado MCS0416.

Una galaxia es una estructura cósmica formada por miles de millones de estrellas, planetas, además de gas y polvo que forman el medio interestelar. Los cúmulos de galaxias también son una estructura cósmica que generalmente contiene entre 100 y 1000 galaxias.

Mientras Hubble observaba MCS0416 en el visible, James Webb lo observaba en el infrarrojo. Combinando adecuadamente las dos imágenes surgió una de excepcional belleza en la que los colores también nos dan información sobre la distancia mutua entre las galaxias individuales: las rojas son más distantes (y más antiguas) y por lo tanto ricas en polvo, mientras que las azules son más cerca (y los jóvenes). De hecho, Hubble ha detectado una intensa actividad de formación estelar en muchas de estas más jóvenes.

La imagen resultante recuerda a las luces de colores con las que está decorado el árbol de Navidad.

Pero además, James Webb observó MCS0416 cuatro veces con observaciones separadas por semanas.

Si se observan las 4 imágenes en secuencia rápida y de forma cíclica (diríamos en un lapso de tiempo infinitamente repetido) observamos que muchas de las luces parpadean exactamente igual que las colocadas en el árbol de Navidad. Estos objetos que parpadean, es decir, cuyo brillo cambia con el tiempo, se denominan "transitorios" y las 4 imágenes se obtuvieron precisamente para estudiar estos transitorios.

¿Qué encontramos en este árbol de Navidad?

La cantidad de detalles que surgió de la combinación de las imágenes del Hubble con las de James Webb es realmente notable. Entre los más evidentes se encuentran los diferentes colores que, como ya hemos mencionado, dan información sobre la distancia de las galaxias individuales dentro del cúmulo. Se pueden observar galaxias con diferentes formas y orientadas aleatoriamente en el espacio.

También se aprecia un efecto de "lente gravitacional", es decir, la distorsión y amplificación de la luz procedente de objetos mucho más distantes que el MCS0416, cuyos rayos de luz al pasar por las proximidades de este cúmulo, debido a su inmensa masa y a la consiguiente deformación del espacio, también se deforman (en forma de arco) y se intensifica su brillo.

Entre los "transitorios" hay dos en particular a los que han llamado Mothra y Godzilla (nombres de dos monstruos, conocidos como kajiu en el cine japonés). El nombre se debe a que su brillo se intensificó de forma "monstruosa" debido al efecto de la lente gravitacional, ¡precisamente 4000 veces!

Mothra
En la imagen del cúmulo de galaxias MCS0416, la estrella Mothra aparece ampliada, visible gracias al efecto de lente gravitacional, que ha distorsionado su forma. Créditos: NASA, ESA, CSA, STScI, J. Diego (Instituto de Física de Cantabria, España), J. D'Silva (U. Western Australia), A. Koekemoer (STScI), J. Summers & R. Windhorst (ASU), y H. Yan (U. Missouri).

El primer autor del estudio que dio lugar a la creación de esta imagen es el japonés Haojin Yan, quien junto con otros investigadores presentó los resultados en el Astrophysical Journal, aunque como ocurre con bastante frecuencia en el campo de la investigación, se publicó un trabajo similar en la revista Astronomy & Astrophysics de José Diego y colaboradores en septiembre.