JWST revelará la química de las galaxias antiguas, recopilando datos para el primero de seis proyectos dirigidos por Carnegie

Pasadena, California – El primero de los seis proyectos dirigidos por astrónomos afiliados a Carnegie, durante los próximos tres días, utilizará el Telescopio Espacial James Webb para realizar algunas de las mediciones más precisas de la química de las galaxias más tempranas: estudiar la luz que viajó 10 mil millones de años para alcanzar a nosotros.

Gwen Rudy y Alison Strom de Carnegie, ex becaria de Carnegie Princeton y ahora profesora en la Universidad Northwestern, lideran el proyecto CECILIA, que tomará medidas extremadamente precisas de un grupo cuidadosamente seleccionado de galaxias antiguas para comprender sus formaciones y trazar el observado crecimiento, del que fueron testigos en la juventud del universo.

«Creemos que estas primeras galaxias tenían una química muy, muy diferente de nuestra Vía Láctea y las galaxias que nos rodean hoy. Con Cecilia, podremos decir exactamente qué tan diferentes son», explicó Rudy.

Su proyecto lleva el nombre de Cecilia Payne-Gaposchkin, quien durante casi 100 años ha realizado un trabajo pionero en la química de nuestro Sol. Sus hallazgos trastocaron la comprensión de la comunidad científica sobre la formación del Sol y enfrentaron críticas injustas durante años antes de que finalmente se reconociera su notable trabajo.

En respuesta al primer lanzamiento público de los datos del JWST, Rudy dijo: «Las imágenes iniciales nos muestran que nuestro proyecto seguramente nos sorprenderá. Estamos entusiasmados con el comienzo de una nueva era en la astronomía».

Más proyectos JWST liderados por Carnegie:

CECILIA es solo uno de los seis proyectos JWST ronda uno con destacados académicos afiliados a la Universidad Carnegie. Utilizarán las capacidades extraordinarias de un telescopio espacial para recopilar datos hasta finales de 2023.

Drew Newman dirigirá JWST a una galaxia antigua a unos 10 mil millones de años luz de distancia para comprender por qué algunas galaxias dejaron de formar estrellas tan temprano, a pesar de que el universo en ese momento era un lugar muy activo y la mayoría de las galaxias, como las que estudió. Rudy Strom – Ella solo estaba explotando en formación estelar.

Su hora exacta no será hasta noviembre o diciembre del próximo año, pero la espera no empaña su entusiasmo por cumplir la colosal promesa de JWST de revelar nuestro mundo con detalles nunca antes vistos.

Él dijo: «Este telescopio es una hazaña absolutamente asombrosa. Las primeras imágenes y espectros JWST profundos realmente ofrecen sorpresas, son solo un indicio de cuánto aprenderemos sobre el nacimiento y el crecimiento de las galaxias».

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Las primeras notas de Joanna Tisci para la competencia JWST están programadas tentativamente para el próximo febrero, aunque también estará marcada durante el verano y el otoño.

Mientras tanto, dijo, «podemos aprender de todos los datos recibidos y de nuestros colegas expertos, y estar listos para comenzar a trabajar».

El proyecto en el que trabaja su equipo tiene como objetivo comprender mejor el tipo de planetas más comunes en nuestra galaxia, la Vía Láctea, llamados súper-Tierras o sub-Neptunos, que misteriosamente no se encuentran en nuestro sistema solar.

El JWST permitirá a Teske y sus colegas intentar averiguar cuánta diversidad hay en la composición de las atmósferas de estos planetas, así como los fenómenos que controlan esta composición, información que podría revelar si este tipo de planetas tienen condiciones favorables. por vida.

“Esperamos que nuestras observaciones lleven al telescopio y al instrumento que vamos a utilizar al límite”, dijo Teske. «Los primeros resultados que hemos visto sugieren que son al menos como se esperaba y, en muchos sentidos, se están comportando exponencialmente mejor. Esto significa que probablemente descubriremos más sobre los planetas menores de lo que esperábamos inicialmente, como si se hubieran formado. atmósferas Liberando gases desde su interior, o si se les llama ‘mundos acuáticos’.

Peter Gao también publicará un JWST para explorar las atmósferas de los exoplanetas. El próximo mes de mayo, el revolucionario telescopio espacial se utilizará para mejorar nuestro conocimiento de un tipo raro de planetas de muy baja densidad (piense en algodón de azúcar), que no tienen más que unas pocas veces la masa de la Tierra, pero son tan masivos como esos. de los planetas gigantes del sistema solar. Zhao espera que el JWST le permita revelar la explicación básica de las densidades inusuales de esta misteriosa capa planetaria.

«Es interesante pensar en cuán diferente es mi comprensión de los exoplanetas entre ahora y el próximo mayo y cómo se verían en el pasado los arquetipos que creé para ese planeta», dijo Zhao.

Como teórico, Zhao hizo predicciones avanzadas de lo que revelarían las observaciones del JWST, incluida la generación de observaciones sintéticas. Ahora, dice, los teóricos tienen la responsabilidad de explicar lo que muestran los datos del telescopio.

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«Lo desconocido de repente se ha vuelto mucho más cercano al conocimiento, y las preguntas en las que ni siquiera hemos pensado están a punto de hacerse. Realmente siento que mi carrera apenas comienza».

Por el contrario, JWST ha sido parte de la carrera de Alan Dressler durante más de 25 años. A mediados de la década de 1990, encabezó el comité que condujo a la concepción del telescopio espacial. Ahora, es parte del equipo de instrumentación de la cámara de infrarrojo cercano del JWST y utilizará imágenes de campo profundo para analizar la historia de formación estelar de las galaxias de los primeros 100 millones de años del universo.

«NIRCam nos ayudará a comprender cómo se construyen las galaxias a partir de nubes de gas que colapsan por la gravedad para formar estrellas, y cómo estas galaxias luego se fusionan en estructuras más grandes», explicó. «Mi atención se centrará en ver si estas pequeñas galaxias ‘explotan’, en lugar del aumento o la caída constantes, las tasas de formación de estrellas, un comportamiento que esperaríamos que sea muy diferente en las galaxias a medida que maduran».

Dressler fue invitado a revelar las primeras imágenes del Instituto de Ciencias del Telescopio Espacial y describió el horror de los astrónomos en la sala en ese momento.

“Me llamó la atención la gran cantidad de información”, dijo. «Una cosa es imaginar cómo serán los datos como estos cuando des un gran paso como construir un JWST, pero de alguna manera, no estás del todo preparado para saber hacia dónde se dirige el próximo vuelo hacia el horizonte. Yo no habría dicho esto antes, pero ahora estoy seguro de que JWST es Sería un gran paso adelante en nuestro campo como el telescopio espacial Hubble. Estamos en una gran aventura».

Otros proyectos del JWST incluyen uno de Maria Drott, profesora asistente en la Universidad de Toronto y científica visitante en los Observatorios Carnegie, que explorará los orígenes de los elementos más pesados ​​en la tabla periódica y uno de Barry Maduro, quien espera que el telescopio espacial . Él y la ex directora del observatorio, Wendy Friedman, pudieron mejorar nuestras mediciones de la tasa de expansión del universo, llamada constante de Hubble. Jeff Rich de los observatorios también es miembro del equipo de investigación que usará JWST para estudiar las colisiones de galaxias y medir cómo estos fenómenos violentos pueden crear intensos estallidos de formación estelar y el crecimiento de agujeros negros supermasivos en sus centros.

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¿Qué pasa con los telescopios terrestres?

El entusiasmo por las capacidades de JWST se ha extendido en la comunidad astronómica. Pero eso no disminuye la importancia de la próxima generación de telescopios terrestres, incluido el Telescopio Gigante de Magallanes, actualmente en construcción en el Observatorio Las Campanas de Carnegie, para liderar futuros descubrimientos.

«Estos grandes telescopios terrestres van a ser complementarios a cosas como James Webb», dijo John Mulshaey, director de los observatorios y vicepresidente de Ciencias de Carnegie.

Las capacidades ópticas de GMT, en comparación con los instrumentos infrarrojos generalizados de JWST, mejorarán la capacidad de los astrónomos para detectar firmas vitales como el oxígeno en las atmósferas de los exoplanetas. Del mismo modo, la diferencia en el tamaño del espejo entre un telescopio espacial y un telescopio terrestre permitirá a los astrónomos utilizar GMT para caracterizar las primeras estrellas y galaxias descubiertas por JWST con mucho más detalle.

«Esa sería una combinación muy emocionante», agregó Mulchay.

preocupaciones de nombres

A pesar del suspenso colectivo que enfrentan los astrónomos cuando surgen las primeras imágenes y datos del JWST, algunos expertos continúan presionando a la NASA para que cambie el nombre del telescopio a raíz de las acusaciones de que Webb, como administrador principal de la agencia durante la carrera lunar, contribuyó a políticas discriminatorias contra LGBTQ. empleados que resultó en el despido de personas debido a su orientación sexual.

Teske y Gao han hablado públicamente sobre el legado del telescopio del mismo nombre y su decepción por la decisión de la NASA de no reconsiderar su decisión.

«Al ver las primeras imágenes y espectros del JWST, siento un profundo asombro y una emoción incomparable, así como una gran gratitud por las muchas personas que han contribuido a los avances tecnológicos y científicos que aporta este telescopio», dijo Teske. «Sin embargo, desafortunadamente, mis sentimientos positivos están enmascarados por la decepción y la ira porque el nombre de este telescopio no representa el futuro inclusivo y abierto de la astronomía».

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