El universo siempre ha sido un vasto misterio para la humanidad, una tela infinita de galaxias, estrellas y agujeros negros que conforman la estructura cósmica del espacio-tiempo. Para entender cómo se ensamblan estas masas cósmicas, los astrónomos han confiado a lo largo de las décadas en tecnologías cada vez más avanzadas. Una revolución definitiva ha llegado con el telescopio espacial James Webb (JWST), cuyas capacidades infrarrojas sin precedentes permiten explorar lo que antes permanecía oculto. En este contexto, la Encuesta MIRI EGS de galaxias y núcleos activos de galaxias (AGN) emerge como un proyecto fundamental para desentrañar los procesos de formación y evolución galáctica. El telescopio James Webb representa un salto cualitativo en la observación astronómica gracias a su poderoso instrumento MIRI (Mid-Infrared Instrument).
Este dispositivo aprovecha la capacidad del JWST para detectar longitudes de onda en el infrarrojo medio, zona del espectro donde gran parte del universo permanece invisible para telescopios ópticos tradicionales debido a la absorción y dispersión causada por polvo interestelar. La Encuesta MIRI EGS (Mega Mass Assembly with JWST: The MIRI EGS Galaxy and AGN Survey) ha sido diseñada para observar una zona específica conocida como el Extended Groth Strip (EGS), un campo extragaláctico reconocido por su riqueza en datos recopilados por telescopios previos. La importancia de la Encuesta MIRI EGS radica en su enfoque multidimensional para estudiar tanto galaxias normales como núcleos activos galácticos, conocidos como AGN, que albergan agujeros negros supermasivos extremadamente energéticos. Utilizando cuatro bandas diferentes en el infrarrojo medio, el proyecto realizó 25 apuntes en la región EGS para obtener imágenes profundas y detalladas. Tres de estas observaciones se centraron en las bandas más rojas del espectro infrarrojo (F1000W, F1500W, F2100W), mientras que el resto incorporó también la banda azul (F770W).
Esta estrategia permite un análisis exhaustivo de la emisión de polvo calentado, estrellas jóvenes y la actividad nuclear. El EGS es una ventana privilegiada al universo distante, ya que su combinación de datos anteriores en diferentes longitudes de onda proveen una base sólida sobre la cual agregar la capacidad única del JWST. Un aspecto crucial de la encuesta es que cubre cerca del 69% de la zona estudiada por la encuesta CEERS con NIRCam, otro instrumento del JWST que funciona en el infrarrojo cercano. Esta complementariedad entre los dos instrumentos permite una visión integrada que abarca desde las regiones menos obscuras hasta las más densamente enmascaradas por polvo. La reducción y procesamiento de datos en la encuesta han requerido pasos técnicos avanzados.
A partir de la calibración estándar del JWST, los investigadores añadieron procedimientos específicos, como el enmascaramiento de píxeles calientes y una sustracción personalizada del fondo, con el fin de refinar la calidad de las imágenes finales. El resultado son mosaicos de alta profundidad, capaces de revelar las fuentes más tenues y contaminadas habitualmente por el ruido instrumental o la radiación de fondo. Este esfuerzo contribuye a una mejor comprensión de la evolución galáctica porque las emisiones en el infrarrojo medio son un indicador vital de la presencia de polvo y gas que ocultan la formación estelar activa y el crecimiento del agujero negro central. Las galaxias jóvenes y las regiones de formación estelar emiten fuertemente en estas longitudes, ya que el polvo en su entorno absorbe radiación ultravioleta y visible, y luego la reemite en el infrarrojo. Por tanto, la Encuesta MIRI EGS descubre estos procesos cruciales que no se pueden apreciar en otras longitudes de onda.
Además de galaxias comunes, la encuesta permite identificar con alta precisión núcleos activos galácticos. Los AGN son motores cósmicos que, a través de la acreción de materia sobre agujeros negros supermasivos, irradian energía en casi todo el espectro electromagnético. Sin embargo, en muchos casos, estos núcleos están ocultos por nubes de polvo y gas, haciendo que la detección en el visible sea muy difícil. Las observaciones en el infrarrojo medio con MIRI permiten estudiar estos AGN ocultos, cruciales para entender cómo el crecimiento del agujero negro se relaciona con la formación estelar y la evolución general de la galaxia. El número de galaxias detectadas en las bandas observadas también ofrece información estadística esencial para modelar la evolución cosmológica.
Los conteos de galaxias varían con la longitud de onda y permiten a los investigadores estimar la densidad de formación estelar en diferentes épocas cósmicas, así como la distribución de masa dentro del universo. Estos datos serán clave para probar y refinar teorías de formación y ensamblaje galáctico que hasta hoy adolecían de vacíos por la falta de observaciones infrarrojas profundas. El impacto de estos estudios va más allá de la astronomía observacional. Las imágenes y los catálogos fotométricos generados por la Encuesta MIRI EGS alimentarán simulaciones cosmológicas avanzadas, permitiendo recrear la dinámica y evolución del universo desde el Big Bang hasta la actualidad. La calidad y profundidad de los datos colectados representan un insumo valioso para la comunidad científica en múltiples frentes, desde la identificación de galaxias muy distantes hasta la caracterización detallada de ambientes galácticos complejos.
En última instancia, el proyecto ejemplifica el horizonte que el JWST abre para la astronomía moderna. Las capacidades sin precedentes de MIRI y el diseño meticuloso de la encuesta aseguran que las futuras generaciones de astrónomos contarán con una base sólida para explorar las conexiones entre la evolución estelar, la actividad de agujeros negros y la estructura cósmica en un universo cada vez más detallado y comprendido. Al integrar tecnología de punta, metodología rigurosa y una planificación estratégica, el Mega Mass Assembly con JWST y la Encuesta MIRI EGS están redefiniendo nuestra visión del cosmos. A medida que se publiquen nuevos resultados y se lancen análisis adicionales, estas observaciones prometen revelar secretos fundamentales sobre la composición y evolución del universo, aportando respuestas a interrogantes que han persistido durante siglos. Para los apasionados por la astronomía y el estudio del universo, la Encuesta MIRI EGS representa un faro de conocimiento, una mirada profunda e iluminadora hacia el universo oculto en el infrarrojo medio, que hasta ahora solo podíamos imaginar.
Así, cada imagen, cada dato y cada descubrimiento forman parte de un relato épico sobre el origen y destino de todas las cosas en nuestro vasto cosmos.
