Webb de la NASA toma su primera imagen directa de un mundo distante

Por primera vez, los astrónomos han utilizado el telescopio espacial James Webb de la NASA para tomar una imagen directa de un planeta fuera de nuestro sistema solar. El exoplaneta es un gigante gaseoso, lo que significa que no tiene superficie rocosa y no podría ser habitable.

Esta imagen muestra el exoplaneta HIP 65426 b en diferentes bandas de luz infrarroja, visto desde el telescopio espacial James Webb: el violeta muestra la vista del instrumento NIRCam a 3,00 micrómetros, el azul muestra la vista del instrumento NIRCam a 4,44 micrómetros, el amarillo muestra la vista del instrumento MIRI a 11,4 micrómetros, y el rojo muestra la vista del instrumento MIRI a 15,5 micrómetros. Estas imágenes se ven diferentes debido a las formas en que los diferentes instrumentos Webb capturan la luz. Un conjunto de máscaras dentro de cada instrumento, llamado coronógrafo, bloquea la luz de la estrella anfitriona para que se pueda ver el planeta. La pequeña estrella blanca en cada imagen marca la ubicación de la estrella anfitriona HIP 65426, que se ha sustraído utilizando los coronógrafos y el procesamiento de imágenes. Las formas de barra en las imágenes de NIRCam son artefactos de la óptica del telescopio, no objetos en la escena. Crédito: NASA/ESA/CSA, A Carter (UCSC), el equipo ERS 1386 y A. Pagan (STScI).

La imagen, vista a través de cuatro filtros de luz diferentes, muestra cómo la poderosa mirada infrarroja de Webb puede capturar fácilmente mundos más allá de nuestro sistema solar, señalando el camino hacia futuras observaciones que revelarán más información que nunca sobre exoplanetas.

“Este es un momento transformador, no solo para Webb sino también para la astronomía en general”, dijo Sasha Hinkley, profesora asociada de física y astronomía en la Universidad de Exeter en el Reino Unido, quien dirigió estas observaciones con una gran colaboración internacional. Webb es una misión internacional dirigida por la NASA en colaboración con sus socios, la ESA (Agencia Espacial Europea) y la CSA (Agencia Espacial Canadiense).

El exoplaneta en la imagen de Webb, llamado HIP 65426 b, tiene entre seis y 12 veces la masa de Júpiter, y estas observaciones podrían ayudar a reducirlo aún más. Es joven como los planetas: entre 15 y 20 millones de años, en comparación con nuestra Tierra de 4.500 millones de años.

Los astrónomos descubrieron el planeta en 2017 usando el instrumento SPHERE en el Very Large Telescope del Observatorio Europeo Austral en Chile y tomaron imágenes de él usando longitudes de onda de luz infrarrojas cortas. La vista de Webb, en longitudes de onda infrarrojas más largas, revela nuevos detalles que los telescopios terrestres no podrían detectar debido al brillo infrarrojo intrínseco de la atmósfera terrestre.

Los investigadores han estado analizando los datos de estas observaciones y están preparando un artículo que enviarán a las revistas para revisión por pares. Pero la primera captura de Webb de un exoplaneta ya sugiere posibilidades futuras para estudiar mundos distantes.

Dado que HIP 65426 b está unas 100 veces más lejos de su estrella anfitriona que la Tierra del Sol, está lo suficientemente lejos de la estrella como para que Webb pueda separar fácilmente el planeta de la estrella en la imagen.

La cámara de infrarrojo cercano (NIRCam) y el instrumento de infrarrojo medio (MIRI) de Webb están equipados con coronógrafos, que son conjuntos de máscaras diminutas que bloquean la luz de las estrellas, lo que permite a Webb tomar imágenes directas de ciertos exoplanetas como este. El Telescopio Espacial Nancy Grace Roman de la NASA, cuyo lanzamiento está programado para finales de esta década, demostrará un coronógrafo aún más avanzado.

“Fue realmente impresionante lo bien que funcionaron los coronógrafos de Webb para suprimir la luz de la estrella anfitriona”, dijo Hinkley.

Esta imagen muestra el exoplaneta HIP 65426 b en diferentes bandas de luz infrarroja, visto desde el telescopio espacial James Webb: el violeta muestra la vista del instrumento NIRCam a 3,00 micrómetros, el azul muestra la vista del instrumento NIRCam a 4,44 micrómetros, el amarillo muestra la vista del instrumento MIRI a 11,4 micrómetros, y el rojo muestra la vista del instrumento MIRI a 15,5 micrómetros. Estas imágenes se ven diferentes debido a las formas en que los diferentes instrumentos Webb capturan la luz. Un conjunto de máscaras dentro de cada instrumento, llamado coronógrafo, bloquea la luz de la estrella anfitriona para que se pueda ver el planeta. La pequeña estrella blanca en cada imagen marca la ubicación de la estrella anfitriona HIP 65426, que se ha sustraído utilizando los coronógrafos y el procesamiento de imágenes. Las formas de barra en las imágenes de NIRCam son artefactos de la óptica del telescopio, no objetos en la escena. (Versión sin etiquetar). Crédito: NASA/ESA/CSA, A Carter (UCSC), el equipo ERS 1386 y A. Pagan (STScI). 

Tomar imágenes directas de exoplanetas es un desafío porque las estrellas son mucho más brillantes que los planetas. El planeta HIP 65426 b es más de 10.000 veces más débil que su estrella anfitriona en el infrarrojo cercano y unas miles de veces más débil en el infrarrojo medio.

En cada imagen de filtro, el planeta aparece como una mancha de luz con una forma ligeramente diferente. Eso se debe a las particularidades del sistema óptico de Webb y cómo traduce la luz a través de las diferentes ópticas.

“Obtener esta imagen fue como buscar un tesoro espacial”, dijo Aarynn Carter, investigadora postdoctoral en la Universidad de California, Santa Cruz, quien dirigió el análisis de las imágenes. “Al principio, todo lo que podía ver era la luz de la estrella, pero con un cuidadoso procesamiento de imágenes pude eliminar esa luz y descubrir el planeta”.

Si bien esta no es la primera imagen directa de un exoplaneta tomada desde el espacio (el telescopio espacial Hubble ha capturado imágenes directas de exoplanetas anteriormente), HIP 65426 b señala el camino a seguir para la exploración de exoplanetas de Webb.

“Creo que lo más emocionante es que recién comenzamos”, dijo Carter. “Hay muchas más imágenes de exoplanetas por venir que darán forma a nuestra comprensión general de su física, química y formación. Incluso podemos descubrir planetas previamente desconocidos también”.

– Elizabeth Landau, sede de la NASA

• Publicado en NASA/Webb el 1 de septiembre del 2022, enlace publicación.