Tres investigadores del Instituto de Astronomía de la Universidad Nacional Autónoma de México (IA-UNAM) colaboraron en un proyecto internacional que analizó detalladamente una nube espacial formadora de estrellas y planetas donde descubrieron estructuras novedosas de hidrógeno y otros elementos que son indispensables en los procesos de aparición de la vida. Este trabajo, fue posible gracias a las nuevas fotografías del telescopio espacial de alta resolución llamado James Webb.

La región espacial que fue estudiada por un equipo de más de 70 científicos de diferentes países es conocida como Nebulosa planetaria NGC 3132 y también se le conoce coloquialmente como Nebulosa del anillo sur o Nebulosa de los ocho estallidos. Fue descubierta por primera vez en 1832 y hoy se sabe que se encuentra a 2 mil años luz de distancia de nuestro planeta.

La investigación inició en julio de 2022, poco después de que se publicaran las nuevas imágenes de la nebulosa NGC 3132 colectadas por el Telescopio Espacial James Webb (JWST por sus siglas en inglés) y los instrumentos NIRCam y MIRI. Se trabajó de manera colaborativa y se integró todo en un artículo que fue publicado en la revista científica “Nature Astronomy”.

Este esfuerzo en equipo genera datos valiosos que pueden servir para responder preguntas que estaban abiertas sobre los procesos con los cuales estrellas viejas pueden generar el nacimiento de otras estrellas jóvenes en el universo

MIRADA PROFUNDA

La Navidad de 2021 fue lanzado al espacio el telescopio James Webb, que tardó seis meses en operar totalmente, después de alcanzar su posición programada, abrir sus paneles de energía y comenzar a operar sus cámaras.

Gracias al gran alcance de ese equipo, la astronomía tiene una nueva mirada más profunda y precisa que revela detalles hasta ahora desconocidos de los objetos celestes.

A partir de imágenes públicas del JWST, varias compartidas incluso como publicidad del novedoso equipo, los científicos del equipo internacional en el que participó la UNAM encontraron un halo extendido de hidrógeno con forma de estructura espiral, que indica la acción de un sistema binario. El análisis de la estrella central mostró un exceso en infrarrojo indicando la presencia de un disco y posiblemente de un sistema cuádruple en NGC 3132.

“Se trata posiblemente de una nebulosa formada por cuatro estrellas, que tiene espirales y una especie de espinas radiales”, señaló Laurence Sabin, astrónoma del IA y una de las coautoras del trabajo.

“Con el James Webb ya tenemos detalles que antes no podíamos ver. Tenemos mucha más información sobre la formación y la composición de una nebulosa. Tenemos otro nivel de datos profundos”, acotó.

Los resultados de esta investigación, en la que también participó Christophe Morisset, del IA de la UNAM, junto con aproximadamente 70 coautores de diversas instituciones y países, fue publicado el pasado 8 de diciembre.

Guillermo García Segura, también investigador del IA y coautor del trabajo, dijo que es la primera vez que los científicos tienen acceso a la imagen de hidrógeno molecular de alta resolución, y es la primera ocasión que se muestran estas estructuras en hidrógeno molecular, tanto el gran número de grumos como un gran número de "rayos" o "espinas radiales" producidos por la falta de fotoionización en las sombras de los grumos.

“Esos grumos, que se ven como puntitos en la imagen, son del tamaño del sistema solar, pero son semillas de la vida porque tienen carbono, oxígeno, silicio y muchos elementos que son esenciales para la vida. Así que sin esos grumitos no habría vida”, explicó.

Sabin, recientemente galardonada con el Reconocimiento Distinción Universidad Nacional para Jóvenes Académicos, detalló que las nuevas imágenes se pueden analizar como piezas de rompecabezas, con otras anteriores de varios instrumentos, hasta lograr una interpretación global.

De acuerdo con García Segura, el estudio muestra las nuevas habilidades del JWST y lo que está por venir, muchos nuevos descubrimientos en los que no se había pensado.

El astrónomo aseguró que, para profundizar en la física de esta nebulosa, se han usado simulaciones hidrodinámicas hechas en el IA-UNAM Ensenada con el código ZEUS-3D para estudiar la formación de las estructuras radiales y los grumos que se observan en hidrógeno molecular.

García Segura detalló que con el nuevo equipo se pueden observar estructuras que no se podían ver antes porque los telescopios infrarrojos no tenían la resolución del JWST, lo que abre nuevas oportunidades para la astronomía.

PRIMEROS FRUTOS

Los resultados recientemente difundidos en los que colaboraron los tres investigadores del IA-UNAM tienen un valor adicional por ser parte de los primeros frutos generados por uno de los instrumentos científicos más interesantes con los que cuenta nuestra especie.

La humanidad nunca había colocado un telescopio en un lugar tan lejano como el que alcanzó el James Webb, que se ubica en un punto en el espacio cuatro veces más lejano que la Luna: 1.5 millones de kilómetros desde la superficie de la Tierra.

Su colocación fue un gran triunfo tras el lanzamiento pues se trataba de un equipo infrarrojo tan delicado y su traslado tan novedoso que existían 300 errores posibles que se podrían haber presentado a lo largo de 1.5 millones de kilómetros antes de alcanzar su posición y luego su despliegue, como una figura de origami que se ordena sin mano humana.

El proyecto generó mucha expectativa porque puede abrir ventanas muy grandes para observar mejor muchos planetas y estrellas lejanos y cercanos; pero también genera mucho interés de medios y gobiernos porque el Telescopio James Webb fue construido por científicos de 17 países.

Este telescopio espacial es el más complejo enviado al espacio: pesa 6.5 toneladas y contará con un espejo de 6.5 metros de diámetro y tendrá cinco instrumentos para capturar luz de la formación de las primeras galaxias del universo. Específicamente, el telescopio lleva equipos para captar radiación infrarroja cercana y lejana.

El Telescopio está localizado en un lugar llamado segundo punto de Lagrange (L2) y el James Webb aprovechó el viaje para ir desplegándose, ir reduciendo su temperatura operativa y comenzar a poner en marcha sus sistemas.

Este telescopio espacial lleva cuatro instrumentos científicos de última generación con detectores infrarrojos altamente sensibles de resolución sin precedentes. Webb estudiará la luz infrarroja de los objetos celestes con mucha mayor claridad que nunca. La misión principal es el sucesor científico de los icónicos telescopios espaciales Hubble y Spitzer de la NASA, construidos para complementar y promover los descubrimientos científicos de estas y otras misiones.

El James Webb nació por cooperación multinacional

La construcción y lanzamiento del Telescopio James Webb fue resultado del esfuerzo conjunto de la NASA (Administración Aeronáutica y del Espacio, de Estados Unidos); así como la ESA (Agencia Espacial Europea) y la Agencia Espacial Canadiense. El observatorio Webb es la revolucionaria misión insignia de la NASA para buscar la luz de las primeras galaxias en el universo temprano y explorar nuestro propio sistema solar, así como planetas que orbitan otras estrellas, llamadas exoplanetas. "La promesa de Webb no es lo que sabemos que descubriremos; es lo que aún no entendemos o aún no podemos comprender sobre nuestro universo", difundió la NASA el día de su lanzamiento.