ESTA semana se revelaron las primeras imágenes del telescopio James Webb, pero su viaje de descubrimiento cósmico no ha hecho más que empezar.
Galaxias primitivas, estrellas lejanas, exoplanetas... un comité de expertos ha determinado el rumbo del primer año de descubrimientos de este ojo escrutador del universo a partir de una selección de proyectos de científicos de todo el mundo.
Uno de los mayores propósitos del telescopio es el estudio de la fase más temprana de la historia cósmica, poco después del Big Bang ocurrido hace 13.800 millones de años.
Cuanto más alejados están los objetos de nosotros, más tiempo tarda su luz en llegarnos. Contemplar el universo lejano es mirar hacia el pasado profundo.
"Vamos a mirar hacia atrás en esa época más temprana para ver las primeras galaxias que se formaron en la historia del universo", explicó el astrónomo del Space Telescope Science Institute Dan Coe, especializado en el universo primitivo.
Los astrónomos han remontado hasta ahora un 97% de la marcha atrás hacia el Big Bang, pero "solo vemos estas pequeñas manchas rojas cuando observamos estas galaxias tan lejanas".
Pero esto también cambiará gracias al Webb. "Por fin podremos ver el interior de estas galaxias y ver de qué están hechas".
Las galaxias actuales tienen forma de espirales o elipses. En cambio, los primeros bloques eran "grumosos e irregulares". El nuevo observatorio debería revelar estrellas más antiguas y rojas en estos bloques, parecidas a nuestro Sol, hasta ahora invisibles para el Hubble, el telescopio predecesor al Webb.
El astrónomo tiene previstas dos observaciones con el Webb: una de las galaxias más lejanas conocidas, MACS0647-JD, que él mismo descubrió en 2013, y otra de Earendel, la estrella más lejana jamás detectada, encontrada en marzo de este año.
Las imágenes publicadas esta semana han cautivado al público. Las fotografías se tomaron en el infrarrojo porque la luz del cosmos lejano se ha extendido a estas longitudes de onda a medida que el universo se expandía.
Pero esto no es todo, el telescopio también ha seducido a los científicos con su capacidad para realizar espectroscopias, la ciencia forense de la astronomía. Se trata del análisis del espectro luminoso de un objeto que revela sus propiedades, como la temperatura, la masa y la composición química.
Todavía se desconoce el aspecto de las primeras estrellas, que se formaron, probablemente, 100 millones de años después del Big Bang.
"Podríamos ver cosas muy diferentes", dijo Coe, como las llamadas estrellas de la "Población III". Se cree que eran mucho más masivas que nuestro Sol y "prístinas", es decir, que estaban formadas únicamente por hidrógeno y helio.
Estas acabaron explotando en supernovas, creando las estrellas y los planetas que vemos hoy.
La comunidad astronómica intentará encontrar las estrellas de la Población III, un reto que suscita muchas dudas entre algunos científicos por su dificultad.
Tras la puesta en marcha del Webb, se pueden llevar a cabo los proyectos seleccionados para usar el observatorio espacial.
El proceso de selección se abrió a todos los científicos que quisieran, independientemente de lo avanzados que estuvieran en sus carreras. Una de las seleccionadas es Olivia Lim, de 25 años, que estudia un doctorado en la Universidad de Montreal. "No había nacido cuando se empezó a hablar de este telescopio", dijo.
Su proyecto consiste en observar los planetas rocosos del tamaño aproximado de la Tierra que giran alrededor de una estrella llamada Trappist-1. Están tan cerca el uno del otro que desde la superficie de uno se podrían ver los otros, que aparecerían claramente en el cielo.
"El sistema Trappist-1 es único", explica Lim. "Casi todas las condiciones allí son favorables para la búsqueda de vida fuera de nuestro sistema solar".
Además, tres de los siete planetas del Trappist-1 se encuentran en la "zona habitable" apodada por los astrónomos como Ricitos de Oro, es decir, ni demasiado cerca ni demasiado lejos de su estrella, lo que permite que las temperaturas sean adecuadas para que exista agua líquida en su superficie.
El sistema está "solo" a 39 años luz de distancia, y podemos ver el tránsito de los planetas frente a su estrella. Todavía no se sabe si estos planetas tienen una atmósfera. Descubrirlo está en manos de Lim. Si es así, la luz que atraviesa estas atmósferas se "filtrará" a través de las moléculas que contiene, dejando marcas para que Webb realice el estudio. El premio gordo para ella sería detectar la presencia de vapor de agua, dióxido de carbono y ozono.
Encontrar rastros de vida allí, si es que existen, todavía llevará tiempo, según Lim. Pero "todo lo que estamos haciendo este año son pasos realmente importantes para llegar a ese objetivo final".
- Le puede interesar: Biden en A. Saudí para buscar petróleo y por relaciones con Israel
¿Qué podemos aprender?
Más allá de ser impresionantes, las primeras imágenes del telescopio espacial aportarán gran conocimiento a los científicos.
La primera fotografía divulgada el lunes ofreció la imagen infrarroja más profunda y nítida del universo lejano obtenida hasta el momento, conocida como "Primer campo profundo de Webb".
Los círculos blancos y las elipses son del grupo de galaxias en primer plano llamado SMACS 0723, tal como apareció hace más de 4.600 millones de años, casi cuando se formó también nuestro Sol.
Los arcos rojizos surgen a partir de la luz de antiguas galaxias que han viajado más de 13.000 millones de años, curvándose alrededor del grupo del primer plano, que actúa como una lente gravitatoria.
La astrofísica de la NASA Amber Straughn dijo que le llamaron la atención "los asombrosos detalles que se pueden ver en algunas de estas galaxias".
"¡Simplemente aparecen! Hay muchos más detalles, es como ver en alta definición".
Jane Rigby, también astrofísica de la NASA, añadió que la imagen puede enseñarnos más sobre la misteriosa materia oscura, que se cree que comprende el 85% de la materia del universo y es la principal causa del efecto magnificador cósmico.
La imagen compuesta, tomada a partir de una exposición de 12,5 horas, se considera un ensayo. Con un tiempo de exposición más largo, Webb debería batir récords al permitir ver los primeros cientos de millones de años posteriores al Big Bang de hace 13.800 millones de años.
Las cámaras del telescopio también captaron un cementerio estelar, en la nebulosa del Anillo Sur. Reveló con gran detalle la tenue estrella moribunda que se encuentra en su centro y que está cubierta de polvo.
El Quinteto de Stephan, también captado por este gigantesco ojo espacial es una verdadera danza cósmica. Allí se ve una agrupación de cinco galaxias que se encuentra en la constelación de Pegaso.
Webb fue capaz de atravesar las nubes de polvo y gas del centro de la galaxia para obtener nuevos datos, como la velocidad y la composición de los flujos de gas cerca de su agujero negro supermasivo.
Al estudiar este grupo, "se aprende cómo las galaxias colisionan y se fusionan", dijo el cosmólogo John Mather, indicando que la propia Vía Láctea se creó a partir de 1.000 galaxias más pequeñas.
Y aunque la primera imagen, la del universo profundo fue la más impactante, quizás la más bella es la de los "Acantilados Cósmicos" de la nebulosa Carina, una guardería estelar.
Aquí, Webb reveló por primera vez regiones de formación estelar previamente invisibles, que nos dirán más sobre por qué se forman estrellas con cierta masa, y qué determina el número de formaciones en una región en concreto.
Además de ser la materia de las estrellas, el material nebular también podría ser nuestro origen./