La Vía Láctea, vista en el Observatorio La Silla, es una vista impresionante e inspiradora para todos y ofrece una vista espectacular de muchas de las estrellas de nuestra galaxia. Si bien ciertamente hay regiones, como hacia nuestro centro galáctico, que son más densas en estrellas que otras, el «grado cuadrado» promedio del cielo contiene alrededor de 10 millones de estrellas de la Vía Láctea.

En esta foto del cielo nocturno sobre el Very Large Telescope de Paranal, se muestran un brazo y una mano para la escala angular. La uña del dedo meñique rodeado ocupa alrededor de un grado cuadrado en el cielo, mientras que la separación angular entre el dedo meñique y el dedo índice es de unos 12 grados: la cantidad que la Luna parece moverse por el cielo de una noche a otra.

Concepción de escala logarítmica del artista del universo observable. El sistema solar da paso a la Vía Láctea, que da paso a las galaxias cercanas que luego dan paso a la estructura a gran escala y al plasma caliente y denso del Big Bang en la periferia. Cada línea de visión que podemos observar contiene todas estas épocas.

Vista panorámica de Gaia de nuestra Vía Láctea y galaxias vecinas. Los mapas muestran el brillo total y el color de las estrellas (arriba), la densidad total de estrellas (centro) y el polvo interestelar que llena la Galaxia (abajo). Tenga en cuenta que, en promedio, hay alrededor de 10 millones de estrellas en cada grado cuadrado, pero algunas regiones, como el Plano Galáctico o el Centro Galáctico, tienen densidades estelares muy por encima del promedio mundial.

Aunque algunas regiones del espacio son ricas en galaxias cercanas, mientras que otras son relativamente pobres, cada porción proverbial del cielo nos permite capturar objetos desde cualquier distancia, siempre que nuestras observaciones sean lo suficientemente sensibles como para revelarlos. Los objetos más cercanos y brillantes son los más fáciles de resolver, pero toda la historia cósmica se cuenta en todo el cielo.

El Hubble eXtreme Deep Field (XDF) pudo haber observado una región del cielo de solo 1/32 000 000 del total, pero pudo descubrir 5500 galaxias en el interior: alrededor del 10 % del número total de galaxias realmente contenidas en este segmento de estilo de haz de lápiz. . El 90% restante de las galaxias son demasiado débiles, demasiado rojas o demasiado oscuras para que el Hubble las revele, pero cuando extrapolamos a todo el Universo observable, esperamos obtener un total de alrededor de 2 billones de galaxias.

Se ven menos galaxias cerca ya grandes distancias que en los intermediarios, pero esto se debe a una combinación de evolución y limitaciones observacionales. Con el tiempo, las galaxias se fusionan, crecen y evolucionan, pero las galaxias más distantes y tenues permanecen más allá de las capacidades de observación del Hubble. Los futuros observatorios, tanto en tierra como en el espacio, revelarán lo que el Hubble, en la actualidad, no ha sido capaz de mostrarnos.

Las galaxias comparables a la Vía Láctea actual han sido numerosas a lo largo del tiempo cósmico, habiendo aumentado en masa y con una estructura más evolucionada en la actualidad. Cuando son más jóvenes, las galaxias son inherentemente más pequeñas, más azules, más caóticas, más ricas en gas y tienen densidades de elementos pesados ​​más bajas que sus contrapartes modernas.

La Luna Llena ocupa alrededor de 0,2 grados cuadrados en el cielo, lo que significa que se necesitan alrededor de cinco de ellos para llenar un grado cuadrado de espacio. El Hubble eXtreme Deep Field, sin embargo, es mucho más pequeño y tardaría alrededor de 776 para cubrir un grado cuadrado de cielo.

El sondeo COSMOS-Web (rebautizado como COSMOS-Webb, ya que examinará parte de la red cósmica) cartografiará 0,6 grados cuadrados del cielo… sobre el área de tres lunas llenas… Utilizando el instrumento de la cámara Near Infrared (NIRCam) del Telescopio Espacial James Webb, mientras que simultáneamente mapea 0.2 grados cuadrados más pequeños con el Instrumento de Infrarrojo Medio (MIRI). Sin duda, revelará muchas galaxias débiles y distantes que no eran observables para el Hubble, y debería ayudar a arrojar algo de luz sobre cómo ha crecido el Universo.

Una porción del Hubble eXtreme Deep Field que fue fotografiada por un total de 23 días, a diferencia de la vista simulada que James Webb esperaba en infrarrojo. Dado que se espera que el campo COSMOS-Web entre en 0,6 grados cuadrados, debería revelar alrededor de 500.000 galaxias en el infrarrojo cercano, revelando detalles que ningún observatorio ha podido ver hasta la fecha. Mientras que NIRcam producirá las mejores imágenes, el instrumento MIRI puede producir los datos más profundos.

A lo largo de cada línea de visión hay objetos de fondo distantes como galaxias y cuásares cuya luz pasa inevitablemente a través de las nubes de gas intermedias. Cuando esto sucede, se pueden inferir el contenido elemental, las densidades y proporciones de los diversos elementos, y la temperatura de la materia interna. Las nubes de gas más jóvenes y menos procesadas revelan cómo la composición del Universo está cambiando con el tiempo.

En cualquier momento de nuestra historia cósmica, cualquier observador experimentará un «baño» uniforme de radiación omnidireccional que se originó en el Big Bang. Hoy, desde nuestro punto de vista, está a solo 2,725 K por encima del cero absoluto y, por lo tanto, se observa como el fondo cósmico de microondas, alcanzando su punto máximo en las frecuencias de microondas. A grandes distancias cósmicas, cuando miramos hacia atrás en el tiempo, esta temperatura era más cálida dependiendo del corrimiento al rojo del objeto distante observado.

Esta vista de aproximadamente 0,15 grados cuadrados de espacio revela muchas regiones con un gran número de galaxias agrupadas a lo largo del tiempo cósmico en cúmulos y filamentos, con grandes espacios o vacíos separándolos. Esta región del espacio se conoce como ECDFS porque toma imágenes de la misma parte del cielo previamente fotografiada por Extended Chandra Deep Field South: una vista de rayos X pionera del mismo espacio.