O telescópio James Webb produz uma visão incomparável da luz fantasmagórica em aglomerados de galáxias

Em aglomerados de galáxias, há uma fração de estrelas que vagam para o espaço intergaláctico porque são puxadas por enormes forças de maré geradas entre as galáxias do aglomerado. A luz emitida por essas estrelas é chamada de luz intraaglomerado (ICL) e é extremamente fraca.

A luz intracluster do cluster SMACS-J0723.3-7327 obtida com a câmera NIRCAM a bordo do JWST. Os dados foram processados pela equipe do IAC para melhorar a detecção da luz fraca entre as galáxias (preto e branco). Crédito: NASA, ESA, CSA, STScI. 

Seu brilho é inferior a 1% do brilho do céu mais escuro que podemos observar da Terra. Esta é uma das razões pelas quais as imagens tiradas do espaço são muito valiosas para analisá-lo. Os comprimentos de onda infravermelhos permitem-nos explorar aglomerados de galáxias de uma forma diferente do que com a luz visível. Graças à sua eficiência nos comprimentos de onda do infravermelho e à nitidez das imagens do JWST, os pesquisadores do IAC Mireia Montes e Ignacio Trujillo puderam explorar a luz intra aglomerado do SMACS-J0723.3-7327 com um nível de detalhamento sem precedentes. 

De fato, as imagens do JWST do centro deste aglomerado são duas vezes mais profundas que as imagens anteriores obtidas pelo Telescópio Espacial Hubble.

“Neste estudo mostramos o grande potencial do JWST para observar um objeto tão fraco”, explica Mireia Montes, primeira autora do artigo. “Isso nos permitirá estudar aglomerados de galáxias que estão muito mais distantes e com muito mais detalhes”, acrescenta ela.

Para analisar essa luz “fantasmagórica” extremamente fraca, além de precisar da capacidade de observação do novo telescópio espacial, os pesquisadores desenvolveram novas técnicas de análise, que melhoram os métodos existentes. “Nesse trabalho precisávamos fazer algum processamento extra nas imagens do JWST para podermos estudar a luz intracluster, já que é uma estrutura tênue e estendida. Isso foi fundamental para evitar vieses em nossas medições”, diz Mireia.

Imagem do “First Deep Field” do Telescópio James Webb que tornou possível estudar a luz intra-aglomerado do aglomerado SMACS-J0723.3-7327. Crédito: NASA, ESA, CSA, STScI

Graças aos dados obtidos, os pesquisadores puderam demonstrar o potencial da luz intraaglomerado para estudar e compreender os processos que levam à formação de estruturas tão massivas quanto os aglomerados de galáxias. “Analisando essa luz difusa, descobrimos que as partes internas do aglomerado estão sendo formadas por uma fusão de galáxias massivas, enquanto as partes externas são devidas ao acréscimo de galáxias semelhantes à nossa Via Láctea”, observa ela.

Mas essas observações não apenas oferecem pistas sobre a formação de aglomerados de galáxias, mas também sobre as propriedades de um componente misterioso do nosso universo: a matéria escura. As estrelas que emitem a luz intraaglomerado seguem o campo gravitacional do aglomerado, o que torna essa luz um excelente traçador da distribuição da matéria escura nessas estruturas.

“O JWST nos permitirá caracterizar a distribuição da matéria escura nessas enormes estruturas com uma precisão sem precedentes e lançar luz sobre sua natureza básica”, conclui Ignacio Trujillo, o segundo autor do artigo. 

Fonte: phys.org