Última actualización el 29 de noviembre de 2023

¿Cómo ver imágenes infrarrojas de JWST?

¿Por qué mirar en infrarrojos?

El ojo humano sólo ve una parte muy fina del espectro luminoso, del rojo al violeta. Pero hay luz a ambos lados de estos dos colores. El Telescopio Espacial James Webb (JWST) está diseñado para observar la luz infrarroja, es decir, el lado rojo del espectro visible.

Mediante observaciones infrarrojas, los astrónomos pueden detectar objetos que no son visibles en otras partes del espectro electromagnético.
Las estrellas en formación suelen estar rodeadas de nubes de polvo y gas. Los infrarrojos permiten perforar estas nubes y ver las estrellas escondidas detrás.
Gracias a sus cámaras infrarrojas (NIRCam, NIRSpec, MIRI, FGS/NIRISS), JWST también puede detectar emisiones térmicas muy débiles de planetas extrasolares.
Además, debido a la expansión del universo, la luz emitida por objetos distantes se desplaza al rojo. A medida que el universo se expande, estira las longitudes de onda de la luz. JWST puede observar galaxias que se formaron hace más de 13 mil millones de años.

¿Conversión de información de infrarrojos a datos visibles?

Los datos infrarrojos capturados por los instrumentos se procesan y convierten en colores falsos mediante algoritmos informáticos. Los colores no corresponden necesariamente a los colores reales del objeto observado, sino a características específicas del espectro infrarrojo.

Para mejorar la estética de las imágenes infrarrojas, los desarrolladores de imágenes de datos deben reelaborarlas. En otras palabras, estos artistas transforman la luz infrarroja en colores visibles para nuestros ojos.

JWST toma varias imágenes sucesivas del mismo objeto celeste en el dominio infrarrojo, divididas en tres subdominios, infrarrojo lejano (30 µm a 1 mm), infrarrojo medio (1,5 a 30 µm) e infrarrojo cercano '0,75 a 1,5 µm).

Luego, las longitudes de onda infrarrojas se convierten en los colores del arco iris.
Para ello, los desarrolladores de imágenes de datos respetarán la filosofía de colorización de datos, denominada “orden cromático”. El orden de los colores es un enfoque poderoso que se utiliza para mejorar la comunicación de información. Esto significa que se deben utilizar los mismos colores para representar la misma información en diferentes visualizaciones. Las visualizaciones coloridas deben ser agradables de ver y comprender.

Para ello, los desarrolladores de imágenes desplazan las longitudes de onda infrarrojas hacia la parte visible del espectro, para que nuestros ojos puedan distinguirlas. Es como transponer una melodía tocada en el piano a una tonalidad diferente. El pianista cambia el tono de todas las notas de la melodía, en un intervalo constante, preservando las relaciones entre estas notas. En ambos casos la melodía sigue siendo la misma.

Luego los especialistas en procesamiento de imágenes aplicarán filtros. Un filtro rojo en la longitud de onda más lejana, un filtro verde en la longitud de onda media, un filtro azul en la longitud de onda más cercana y un filtro de banda estrecha de color naranja.

Tras superponer los cuatro filtros, obtienen una primera imagen coloreada, más interesante pero no estéticamente satisfactoria. Aquí es donde entra en juego la creatividad humana. Los desarrolladores de imágenes de datos tendrán que utilizar su subjetividad y sentido artístico.

Durante estas diferentes manipulaciones, los detalles y la calidad irán mejorando progresivamente, respetando siempre los datos científicos iniciales. En la imagen no se añade ni se elimina nada. El objetivo es, sobre todo, crear una imagen bonita a la vista.

¡Esta imagen de la Nebulosa de la Tarántula es espléndida!

Nebulosa Tarántula Telescopio espacial James Webb de la NASA (dominio público).
El ojo infrarrojo de JWST revela miles de estrellas en formación como nunca antes. En la Nebulosa de la Tarántula vemos una guardería estelar (30 Doradus) así como largos filamentos polvorientos, que dan nombre a la nebulosa. La nebulosa de la Tarántula se encuentra en la galaxia de la Gran Nube de Magallanes, a 160.000 años luz de la Tierra.

En resumen, el uso del infrarrojo en cosmología proporciona información crucial sobre objetos cósmicos a la que no sería fácilmente accesible con otros métodos de observación. Esto abre nuevas perspectivas para comprender la formación de estrellas, exoplanetas, galaxias y la evolución de todo el universo.