La más reciente imagen de campo profundo del telescopio espacial James Webb muestra detalles nunca vistos en una región del espacio conocida como Cúmulo de Pandora (Abell 2744).
La imagen de Webb muestra tres cúmulos de galaxias, ya de por sí masivos, que se unen para formar un megacúmulo. La masa combinada de los cúmulos de galaxias crea una potente lente gravitatoria, un efecto de aumento natural de la gravedad, que permite observar galaxias mucho más distantes en el universo primitivo utilizando el cúmulo como una lupa.
Sólo el núcleo central de Pandora ha sido estudiado previamente en detalle por el telescopio espacial Hubble. Al combinar los potentes instrumentos infrarrojos de Webb con una amplia vista en mosaico de las múltiples áreas de lentes de la región, los astrónomos pretendían lograr un equilibrio de amplitud y profundidad que abrirá una nueva frontera en el estudio de la cosmología y la evolución de las galaxias.
"El antiguo mito de Pandora se refiere a la curiosidad humana y a los descubrimientos que separan el pasado del futuro, lo que me parece una conexión adecuada con los nuevos reinos del universo que Webb está abriendo, incluida esta imagen de campo profundo del Cúmulo de Pandora", afirmó en un comunicado la astrónoma Rachel Bezanson, de la Universidad de Pittsburgh (Pensilvania), coinvestigadora principal del programa "Ultradeep NIRSpec and NIRCam ObserVations before the Epoch of Reionization" (UNCOVER) para estudiar la región.
"Cuando recibimos las primeras imágenes del cúmulo de Pandora procedentes de Webb, nos quedamos impresionados", explica Bezanson. "Había tantos detalles en el primer plano del cúmulo y tantas galaxias lejanas, que me perdí en la imagen. Webb superó nuestras expectativas". La nueva vista del Cúmulo de Pandora une cuatro instantáneas del Webb en una imagen panorámica, mostrando aproximadamente 50.000 fuentes de luz en el infrarrojo cercano.
Además del aumento, las lentes gravitacionales distorsionan el aspecto de las galaxias lejanas, de modo que se ven muy diferentes de las que están en primer plano. La "lente" del cúmulo de galaxias es tan masiva que deforma el tejido del propio espacio, lo suficiente como para que la luz de las galaxias lejanas que atraviesa ese espacio deformado también adopte un aspecto deformado.
El astrónomo Ivo Labbe, de la Universidad Tecnológica de Swinburne, en Melbourne (Australia), co-investigador principal del programa UNCOVER, señaló que en el núcleo de la lente, en la parte inferior derecha de la imagen de Webb, que nunca había sido observado por el Hubble, Webb reveló cientos de galaxias distantes con lentes que aparecen como tenues líneas arqueadas en la imagen. Al acercar la imagen a la región, aparecen cada vez más.
"El cúmulo de Pandora, tal y como ha sido fotografiado por Webb, nos muestra una lente más fuerte, más ancha, más profunda y mejor de lo que jamás habíamos visto", afirma Labbe. "Mi primera reacción ante la imagen fue que era tan bella que parecía una simulación de formación de galaxias. Tuvimos que recordarnos a nosotros mismos que se trataba de datos reales, y que ahora estamos trabajando en una nueva era de la astronomía."
El equipo de UNCOVER utilizó la cámara de infrarrojo cercano de Webb (NIRCam) para capturar el cúmulo con exposiciones de entre 4 y 6 horas de duración, lo que supone un total de unas 30 horas de observación. El siguiente paso consistirá en analizar meticulosamente los datos de las imágenes y seleccionar galaxias para realizar observaciones de seguimiento con el espectrógrafo de infrarrojo cercano (NIRSpec), que proporcionará mediciones precisas de las distancias, junto con otra información detallada sobre la composición de las galaxias con lentes, lo que aportará nuevos conocimientos sobre los inicios del ensamblaje y la evolución de las galaxias. El equipo de UNCOVER espera realizar estas observaciones con NIRSpec en el verano de 2023.
Mientras tanto, todos los datos fotométricos de NIRCam se han hecho públicos para que otros astrónomos puedan familiarizarse con ellos y planificar sus propios estudios científicos con los ricos conjuntos de datos de Webb. "Estamos comprometidos a ayudar a la comunidad astronómica a hacer el mejor uso posible del fantástico recurso que tenemos en Webb", dijo el coinvestigador de UNCOVER Gabriel Brammer, del Cosmic Dawn Center del Instituto Niels Bohr de la Universidad de Copenhague. "Esto es sólo el principio de toda la asombrosa ciencia de Webb que está por venir".
