15/07/2022

Les primeres imatges captades pel telescopi James Webb. 2on lliurament

El Quintet de Stephan (imatge composta de NIRCam i MIRI)

Clic per engrandir. Crèdit: NASA, ESA, CSA, STScI

Un enorme mosaic del Quintet de Stephan és la imatge més gran obtinguda fins ara pel telescopi espacial James Webb de la NASA, que cobreix aproximadament una cinquena part del diàmetre de la Lluna. Conté més de 150 milions de píxels i està construïda a partir de gairebé 1.000 fitxers d'imatge independents. L'agrupació visual de cinc galàxies va ser captada per la càmera de l'infraroig proper (NIRCam) i l'instrument de l'infraroig mitjà (MIRI) del Webb.

Amb la seva potent visió infraroja i la seva altíssima resolució espacial, Webb mostra detalls mai vists en aquest grup de galàxies. Cúmuls tentinejants de milions d'estrelles joves i regions de brots estel·lars de recent naixement adornen la imatge. Diverses de les galàxies arrosseguen cues de gas, pols i estrelles a causa de les interaccions gravitatòries. El més espectacular és que l'instrument MIRI de Webb capta ones enormes de xoc quan una de les galàxies, NGC 7318B, travessa el cúmul. Aquestes regions que envolten el parell central de galàxies es mostren en els colors vermell i daurat.

Aquesta imatge composta NIRCam-MIRI utilitza dos dels tres filtres MIRI per mostrar i diferenciar millor la pols calenta i l'estructura dins la galàxia. MIRI veu una clara diferència de color entre la pols de les galàxies i les ones de xoc entre les galàxies que interactuen. Els especialistes en processament d'imatges del Telescope Science Institute de Baltimore van optar per ressaltar aquesta diferència donant a les dades de MIRI els diferents colors groc i taronja, en contrast amb els colors blau i blanc assignats a les estrelles a les longituds d'ona de NIRCam.

Juntes, les cinc galàxies del Quintet de Stephan també es coneixen com el Grup Compacte Hickson 92 (HCG 92). Encara que se'ls anomena "quintet", només quatre de les galàxies estan realment juntes i atrapades en una dansa còsmica. La cinquena galàxia, la més a l'esquerra, anomenada NGC 7320, es troba en un primer pla en comparació amb les altres quatre. NGC 7320 és a 40 milions d'anys llum de la Terra, mentre que les altres quatre galàxies (NGC 7317, NGC 7318A, NGC 7318B i NGC 7319) són a uns 290 milions d'anys llum. Això continua sent força proper en termes còsmics, en comparació amb galàxies més llunyanes a milers de milions d'anys llum. L'estudi d'aquestes galàxies relativament properes ajuda els científics a comprendre millor les estructures observades en un univers molt més llunyà.

Aquesta proximitat proporciona als astrònoms un seient de primera fila per presenciar la fusió i les interaccions entre galàxies, que són tan crucials per a tota l'evolució de les galàxies. Poques vegades els científics veuen amb tant de detall com les galàxies que interactuen desencadenen la formació estel·lar de les altres i com s'altera el gas d'aquestes galàxies. El Quintet de Stephan és un fantàstic "laboratori" per estudiar aquests processos fonamentals per a totes les galàxies.

Els grups estrets com aquest poden haver estat més comuns a l'univers primitiu, quan el seu material sobreescalfat pot haver alimentat forats negres molt energètics anomenats quàsars. Fins i tot avui dia, la galàxia més alta del grup -NGC 7319- alberga un nucli galàctic actiu, un forat negre que continua acumulant material de forma molt activa.

A NGC 7320, la galàxia més propera i més a l'esquerra de l'agrupació visual, NIRCam va ser notablement capaç de resoldre estrelles individuals i fins i tot el nucli brillant de la galàxia. Les estrelles velles i moribundes que produeixen pols destaquen clarament com a punts vermells amb NIRCam.

A més, NIRCam i MIRI han revelat un vast mar de milers de galàxies llunyanes que recorden els camps profunds del Hubble.

NIRCam va ser construït per un equip de la Universitat d'Arizona i el Centre de Tecnologia Avançada de Lockheed Martin.

MIRI va ser aportat per l'ESA i la NASA, i l'instrument va ser dissenyat i construït per un consorci d'institut europeu finançat a nivell nacional (The MIRI European Consortium) en col·laboració amb el JPL i la Universitat d'Arizona.Per veure una sèrie completa de les primeres imatges i espectres de Webb, incloent arxius descarregables, feu un clic aquí.

Primera imatge de camp profund del Webb (imatge NIRCam)

Clic per engrandir. Crèdit: NASA, ESA, CSA, STScI

Milers de galàxies inunden aquesta imatge de l'infraroig proper del cúmul de galàxies SMACS 0723. Les imatges d'alta resolució del telescopi espacial James Webb de la NASA, combinades amb un efecte natural conegut com a lent gravitacional, van fer possible aquesta imatge tan detallada. 

En primer lloc, cal centrar-se en les galàxies responsables de la lent: la brillant galàxia el·líptica blanca del centre de la imatge i les galàxies blanques més petites de tota la imatge. Unides per la gravetat en un cúmul de galàxies, estan desviant la llum de les galàxies que apareixen a les vastes distàncies darrere d'elles. La massa combinada de les galàxies i la matèria fosca actuen com un telescopi còsmic, creant imatges magnificades, contorsionades i de vegades reflectides de les galàxies individuals.

Els arcs ataronjats prominents a l'esquerra i a la dreta de la galàxia més brillant del cúmul són exemples clars de reflex. Es tracta de galàxies amb lent: cada galàxia individual es mostra dues vegades en un arc. La imatge de Webb ha revelat completament els seus brillants nuclis, plens d'estrelles, juntament amb els cúmuls estel·lars de color taronja al llarg de les vores.

No totes les galàxies d‟aquest camp es reflecteixen: algunes estan pressionades.  Altres apareixen disperses per les interaccions amb altres galàxies, deixant esteles d'estrelles darrere seu.

Webb ha perfeccionat el nivell de detall que podem observar en aquest camp. Les galàxies molt difuses apareixen com a grups de llavors de dent de lleó portades per la brisa. Les "beines" individuals de formació estel·lar pràcticament floreixen dins d'algunes de les galàxies més distants: les vistes més clares i detallades dels cúmuls estel·lars a l'univers primerenc fins ara.

Una galàxia esquitxada de cúmuls estel·lars apareix a prop de l'extrem inferior del pic de difracció vertical de l'estrella central brillant, just a la dreta d'un llarg arc taronja. Aquesta galàxia llarga i prima, semblant a una marieta, està esquitxada de bosses de formació estel·lar. Dibuixa una línia entre les seves "ales" per fer coincidir aproximadament els seus cúmuls estel·lars, reflectits de dalt a baix. Com que aquesta galàxia està tan ampliada i els seus cúmuls estel·lars individuals són tan nítids, els investigadors podran estudiar-la amb exquisit detall, cosa que no era possible anteriorment per a galàxies tan distants.

Les galàxies més llunyanes d'aquesta escena -les més petites, situades molt darrere del cúmul- no s'assemblen gens a les galàxies espirals i el·líptiques observades a l'univers local. Són molt més maldestres i irregulars. La imatge altament detallada de Webb podria ajudar els investigadors a mesurar les edats i masses dels cúmuls estel·lars dins d'aquestes galàxies distants. Això podria conduir a models més precisos de les galàxies que van existir a la "primavera" còsmica, quan les galàxies estaven brotant petits capolls de nou creixement, interactuant i fusionant-se activament, i encara no s'havien desenvolupat en espirals més grans. En definitiva, les properes observacions de Webb ajudaran els astrònoms a comprendre millor com es formen i creixen les galàxies a l'univers primitiu.

NIRCam va ser construït per un equip de la Universitat d'Arizona i el Centre de Tecnologia Avançada de Lockheed Martin.

Per veure un conjunt complet de les primeres imatges i espectres de Webb, incloent arxius descarregables, feu un clic aquí.

Ho he vist aquí i aquí.