A primeira ciência do Telescópio Espacial James Webb
Os parceiros científicos da missão do Telescópio Espacial James Webb, a NASA, a ESA e a CSA (Canadian Space Agency) divulgaram as primeiras imagens e dados científicos num "livestream" realizado 12 de julho a partir do Centro de Voo Espacial Goddard da NASA em Greenbelt, no estado de Maryland.
Imagem do enxame de galáxias SMACS 0723. Crédito: NASA, ESA, CSA, STScI
Divulgadas uma a uma, estas
primeiras imagens do maior e mais poderoso telescópio espacial alguma vez
construído demonstram o seu poder à medida que dá início à sua missão de
estudar o Universo infravermelho.
O
enxame de galáxias SMACS 0723
Esta imagem foi a primeira
"oficial" do Telescópio Webb, divulgada ontem pelo presidente dos
EUA, Joe Biden. É a imagem infravermelha mais nítida e mais profunda do
Universo distante até à data. Agora conhecida como FDF (First Deep Field) do
Webb, a imagem do enxame galáctico SMACS 0723 "transborda" de
detalhes.
Milhares de galáxias -
incluindo os objetos mais ténues alguma vez observados no infravermelho -
apareceram na visão do Webb pela primeira vez. Esta região do vasto Universo
cobre um pedaço de céu equivalente aproximadamente a um grão de areia mantido à
distância de um braço estendido por alguém no chão.
Este campo profundo, obtido
pelo instrumento NIRCam (Near-Infrared Camera) do Webb, é uma composição feita
a partir de imagens em diferentes comprimentos de onda, totalizando 12,5 horas
- e alcançando profundidades em comprimentos de onda infravermelhos para além
dos campos mais profundos do Telescópio Espacial Hubble, o que lhe levou
semanas.
A imagem mostra o enxame de
galáxias SMACS 0723 tal como era há 4,6 mil milhões de anos. A massa combinada
deste enxame galáctico atua como uma lente gravitacional, ampliando galáxias
muito mais distantes por trás. O NIRCam do Webb trouxe essas galáxias distantes
para foco extremo - têm estruturas minúsculas e fracas que nunca tinham sido
vistas antes, incluindo enxames estelares e características difusas.
O
espectro de WASP-96 b
O JWST também capturou a
assinatura distinta da água, juntamente com evidências de nuvens e neblina, na
atmosfera de um quente gigante gasoso em órbita de uma estrela parecida com o
Sol. Este espectro é o mais detalhado do seu tipo até à data, demonstrando a
capacidade sem precedentes do telescópio em analisar atmosferas a centenas de
anos-luz de distância.
O espectro do exoplaneta WASP-96 b. Crédito: NASA, ESA, CSA, STScI
WASP-96 b é um dos mais de
5000 exoplanetas confirmados na Via Láctea. Localizado a cerca de 1150 anos-luz
de distância na direção da constelação de Fénix, representa um tipo de gigante
gasoso que não tem análogo direto no nosso Sistema Solar. Com uma massa
inferior a metade da de Júpiter e um diâmetro 1,2 vezes maior, WASP-96b é muito
mais "inchado" do que qualquer planeta que orbita a nossa estrela. E
com uma temperatura superior a 530º C, é muito mais quente. WASP-96 b orbita extremamente
perto da sua estrela do tipo solar, a apenas um-nono da distância entre
Mercúrio e o Sol, completando uma órbita a cada 3,5 dias.
O espectro foi obtido no dia
21 de junho pelo NIRISS (Near-Infrared Imager and Slitless Spectrograph) do
Webb, durante 6,4 horas, enquanto o planeta transitava a sua estrela
hospedeira. É o espectro exoplanetário mais detalhado no infravermelho próximo,
mas também abrange outros comprimentos de onda, incluindo a luz vermelha
visível e uma porção do espectro que não era anteriormente acessível com outros
telescópios (comprimentos de onda superiores a 1,6 micrómetros).
Esta parte do espectro é
especialmente sensível à água, bem como a outras moléculas como o oxigénio,
metano e dióxido de carbono, que não são imediatamente óbvias no espectro de
WASP-96 b, mas que deverão ser detetáveis para outros exoplanetas que serão
observados pelo Webb no futuro.
NGC
3132
Duas câmaras a bordo do Webb capturaram esta imagem da nebulosa planetária NGC 3132, conhecida informalmente como a Nebulosa do Anel do Sul. Está a cerca de 2500 anos-luz de distância.
A nebulosa planetária NGC
3132, vista pelo instrumento NIRCam (esquerda) e pelo MIRI (direita). Crédito:
NASA, ESA, CSA, STScI
Duas estrelas, que estão numa
órbita íntima, moldam a paisagem local. A imagem infravermelha do Webb
apresenta novos detalhes deste sistema complexo. As estrelas - e as suas
camadas de luz - são proeminentes na imagem do instrumento NIRCam à esquerda,
enquanto a imagem do MIRI (Mid-Infrared Instrument) à direita mostra, pela
primeira vez, que a segunda estrela está rodeada de poeira. A estrela mais
brilhante está num estágio anterior da sua evolução estelar e irá provavelmente
ejetar a sua própria nebulosa planetária no futuro.
As observações feitas com o
NIRCam também revelam raios de luz extremamente finos em torno da nebulosa
planetária. A luz estelar das estrelas centrais "corre" para fora
onde há buracos no gás e na poeira - como a luz do Sol através de buracos numa
nuvem.
Daqui a milhares de anos,
estas camadas delicadas de gás e poeira vão dissipar-se para o espaço em redor.
O
Quinteto de Stephan
Um agrupamento visual de
cinco galáxias, este enorme mosaico é a mais larga imagem do Webb até à data,
cobrindo cerca de um-quinto do diâmetro da Lua no céu. Contém mais de 150
milhões de pixéis e foi construído a partir de quase 1000 exposições individuais.
As informações recolhidas pelo Webb fornecem novas informações sobre como as
interações galácticas podem ter impulsionado a evolução galáctica no Universo
primitivo.
O Quinteto de Stephan. Crédito:
NASA, ESA, CSA, STScI
A poderosa visão
infravermelha do Webb permite ver detalhes nunca antes vistos, enxames e
enxames de estrelas e regiões de formação estelar explosiva. Caudas enormes de
gás, poeira e estrelas que estão a ser puxadas de várias das galáxias devido a
interações gravitacionais. Mais dramaticamente, o Webb captura enormes ondas de
choque enquanto uma das galáxias, NGC 7318B, colide com o enxame.
A proximidade destas galáxias
fornece aos astrónomos um lugar privilegiado para testemunhar a fusão e as
interações entre galáxias que são tão cruciais para toda a evolução galáctica.
Muito raramente os cientistas vêm tanto detalhe nas interações de galáxias e no
modo como despoletam formação estelar, e como o gás nestas galáxias está a ser
perturbado. O Quinteto de Stephan é um "laboratório" fantástico para
o estudo destes processos fundamentais para todas as galáxias.
A galáxia no topo do grupo -
NGC 7319 - alberga um núcleo galáctico ativo, um buraco negro supermassivo com
24 milhões de vezes a massa do Sol. O Webb estudou este objeto em grande
detalhe com o NIRSpec (Near-Infrared Spectrograph) e com o MIRI (Mid-Infrared
Instrument). Estes instrumentos permitem analisar a informação em grande
detalhe. O Webb penetrou através do manto de poeira que rodeia o núcleo para
revelar gás quente perto do buraco negro ativo e assim medir a velocidade dos
fluxos brilhantes.
Em NGC 7320, a galáxia mais à
esquerda do grupo, o Webb foi capaz de resolver estrelas individuais e até o
núcleo brilhante da galáxia.
A
Nebulosa Carina
Esta paisagem de
"montanhas" e "vales" salpicados com estrelas cintilantes é
na realidade a orla de uma jovem região de formação estelar chamada NGC 3324,
na Nebulosa Carina. A imagem revela, pela primeira vez, áreas anteriormente
invisíveis de nascimento estelar.
A região de formação estelar NGC 3324, na Nebulosa Carina. Crédito: NASA, ESA, CSA, STScI
Com a alcunha de "Cosmic
Cliffs", a imagem da cavidade interior de NGC 3324 mostra
"picos" com 7 anos-luz de altura. Foi esculpida a partir da nebulosa
pela intensa radiação ultravioleta e por ventos estelares de estrelas jovens
extremamente massivas e quentes, localizadas no centro da bolha, acima da área
mostrada na imagem.
O Webb revela berçários
estelares e estrelas individuais que estão completamente escondidas nas imagens
óticas. Graças à sensibilidade infravermelha do Webb, pode penetrar através da
poeira cósmica para ver estes objetos. Jatos protoestelares, que emergem
claramente nesta imagem, são "disparados" de algumas destas estrelas
jovens. As fontes mais jovens aparecem como pontos vermelhos na região escura e
poeirenta da nuvem.
Localizada a mais ou menos 7600 anos-luz de distância, NGC 3324 foi fotografada com o NIRCam e com o MIRI do Webb. NGC 3324 foi catalogada pela primeira vez por James Dunlop em 1826. Visível a partir do hemisfério sul, está localizada no canto noroeste da Nebulosa Carina (NGC 3372), que reside na direção da constelação Carina.
Estas primeiras imagens e dados científicos do Webb provam, sem sombra de dúvida, o poder do Telescópio Espacial James Webb, que se encontra mais que pronto para começar a desvendar o Universo infravermelho.
Fonte: Astronomia OnLine
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