Columna de Manuel Aravena: Telescopio James Webb y la oportunidad de observaciones nunca antes posibles
Manuel Aravena - Emol
15 / 06 / 2023
La atmósfera es crítica para que exista vida en la Tierra. Ella nos provee de una capa de protección frente a la radiación fuertemente energética proveniente del Sol y del espacio, y nos entrega las componentes básicas para nuestra existencia en la superficie terrestre, como el aire y la presión atmosférica. Sin embargo, este manto gaseoso es uno de los principales “enemigos” de la astronomía, ya que nos impide observar desde la superficie parte importante de la luz del cosmos, como los rayos X, la luz ultravioleta, y la infrarroja. Para observar esta luz es necesario saltarnos la atmósfera, enviando telescopios directamente al espacio.
Con su gran diámetro de 6.5-metros, comparable a algunos de los más grandes telescopios instalados en la superficie de la Tierra (como el VLT, Gemini o el Magallanes en Chile), y su capacidad única de mirar en longitudes de onda infrarrojas, el James Webb está abriendo las puertas a observaciones nunca antes posibles.
Hace pocos días, un equipo de astrónomos internacionales, que incluye al estudiante de doctorado de la UDP-CATA Manuel Solimano, y a quien escribe, publicamos en la revista Nature la identificación de una molécula orgánica llamada “Hidrocarburos Aromáticos Policíclicos” por primera vez en una galaxia lejana, ubicada a más de 12 mil millones de años luz de distancia, equivalente a cuando el universo tenía un 10% de su edad actual (1.5 mil millones de años).
En nuestro planeta, estas moléculas son usualmente encontradas en el hollín, y son producto de la combustión incompleta de derivados del petróleo y basura. En otras palabras, lo descubierto corresponde a “humo” cósmico.
Las señales de estas moléculas en el universo, detectables a través de líneas de emisión en el espectro infrarrojo, son muy débiles. Anteriormente, estas moléculas habían sido detectadas sólo en algunas galaxias cercanas, y los estudios mostraban que eran trazadoras de regiones donde existían grandes granos de polvo y regiones de alta formación estelar, y que su radiación aportaría al enfriamiento del medio interestelar.
En este caso, la detección fue posible debido al efecto relativista de lente gravitacional, que distorsiona y amplifica la luz proveniente de un objeto de fondo cuando pasa cerca de un objeto masivo más cercano. Nuestras observaciones indican que estas moléculas no estarían trazando necesariamente los granos de polvo ni las regiones de formación estelar en esta galaxia lejana. Esto demuestra que sabemos aún muy poco del universo lejano, y que lo que hemos aprendido de los procesos de formación de estrellas en el medio interestelar en el universo local no se aplica necesariamente al universo temprano. Será necesario reproducir estas observaciones en otras galaxias, para comprobar (o refutar) que nuestros resultados son aplicables a la mayoría de las galaxias.
El James Webb promete revolucionar nuestro entendimiento del universo y nuestros orígenes cósmicos, y resultados como el aquí descrito son sólo una muestra de lo que se puede lograr. Recientemente nuestro equipo, que incluye a los investigadores jóvenes Manuel Solimano, Jorge Gonzalez-Lopez, se adjudicó dos proyectos de observación con este telescopio. Con ello, esperamos aportar con un grano de arena adicional a nuestro entendimiento de la formación de estructuras en el universo.
Por Manuel Aravena, académico del Instituto de Estudios Astrofísicos UDP, en Emol.