Webb da NASA revela intrincadas redes de gás e poeira em galáxias próximas

Pesquisadores usando o Telescópio Espacial James Webb da NASA estão dando sua primeira olhada na formação de estrelas, gás e poeira em galáxias próximas com resolução sem precedentes em comprimentos de onda infravermelhos. 

Novas imagens do Telescópio Espacial James Webb da NASA estão dando aos cientistas sua primeira visão de alta resolução na estrutura fina de galáxias próximas e como isso é impactado pela formação de estrelas jovens. NGC 1433 é uma galáxia espiral barrada (SBbc) localizada na direcção da constelação de estrelas (SBbc). Pela primeira vez, nas imagens infravermelhas do Webb, os cientistas podem ver bolhas cavernosas de gás onde as estrelas em formação liberaram energia em seu ambiente circundante. Na imagem da NGC 1433, azul, verde e vermelho foram atribuídos aos dados MIRI do Webb em 7,7, 10 e 11,3 e 21 mícrons (F770W, F1000W e F1130W e F2100W, respectivamente). Créditos: NASA, ESA, CSA e J. Lee (NOIRLab). Processamento de imagens: A. Pagan (STScI)

Os dados permitiram uma coleção inicial de 21 trabalhos de pesquisa que fornecem uma nova visão sobre como alguns dos processos de menor escala em nosso universo – os primórdios da formação de estrelas – afetam a evolução dos maiores objetos em nosso cosmos: galáxias.

O maior levantamento de galáxias próximas no primeiro ano de operações científicas do Webb está sendo realizado pela colaboração Physics at High Angular resolution in Nearby Galaxies (PHANGS), envolvendo mais de 100 pesquisadores de todo o mundo. As observações do Webb são lideradas por Janice Lee, cientista-chefe do Observatório Gemini no NOIRLab da National Science Foundation e astrônoma afiliada da Universidade do Arizona em Tucson.

A equipe está estudando uma amostra diversificada de 19 galáxias espirais e, nos primeiros meses de operações científicas do Webb, ocorreram observações de cinco desses alvos – M74, NGC 7496, IC 5332, NGC 1365 e NGC 1433. Os resultados já são surpreendentes para os astrônomos. A clareza com que estamos vendo a estrutura fina certamente nos pegou de surpresa", disse o membro da equipe David Thilker, da Universidade Johns Hopkins, em Baltimore, Maryland.

"Estamos vendo diretamente como a energia da formação de estrelas jovens afeta o gás ao seu redor, e é simplesmente notável", disse o membro da equipe Erik Rosolowsky, da Universidade de Alberta, no Canadá.

Os braços espirais da NGC 7496 estão cheios de bolhas cavernosas e conchas que se sobrepõem umas às outras nesta imagem do MIRI. Esses filamentos e cavidades ocas são evidências de estrelas jovens liberando energia e, em alguns casos, expelindo o gás e a poeira do meio interestelar que as rodeia. Nesta imagem da NGC 7496, azul, verde e vermelho foram atribuídos aos dados MIRI do Webb em 7,7, 10 e 11,3 e 21 mícrons (F770W, F1000W e F1130W e F2100W, respectivamente). Créditos: NASA, ESA, CSA e J. Lee (NOIRLab). Processamento de imagens: A. Pagan (STScI) 

As imagens do Instrumento de Infravermelho Médio (MIRI) do Webb revelam a presença de uma rede de características altamente estruturadas dentro dessas galáxias – cavidades brilhantes de poeira e enormes bolhas cavernosas de gás que revestem os braços espirais. Em algumas regiões das galáxias próximas observadas, esta teia de características parece construída a partir de conchas e bolhas individuais e sobrepostas, onde as estrelas jovens estão liberando energia.

"Áreas que são completamente escuras nas imagens do Hubble se iluminam em detalhes requintados nessas novas imagens infravermelhas, permitindo-nos estudar como a poeira no meio interestelar absorveu a luz da formação de estrelas e a emitiu de volta no infravermelho, iluminando uma intrincada rede de gás e poeira", disse Karin Sandstrom, membro da equipe da Universidade da Califórnia. São Diego.

As imagens de alta resolução necessárias para estudar essas estruturas há muito tempo escaparam dos astrônomos – até que o Webb entrou em cena.

"A equipe do PHANGS passou anos observando essas galáxias em comprimentos de onda ópticos, de rádio e ultraviolentos usando o Telescópio Espacial Hubble da NASA, o Atacama Large Millimeter/Submillimeter Array e o Multi Unit Spectroscopic Explorer do Very Large Telescope", acrescentou Adam Leroy, membro da equipe da Universidade Estadual de Ohio. "Mas, os primeiros estágios do ciclo de vida de uma estrela permaneceram fora de vista porque o processo está envolto em nuvens de gás e poeira."

Os poderosos recursos infravermelhos do Webb podem perfurar a poeira para conectar as peças do quebra-cabeça que faltam.

Por exemplo, comprimentos de onda específicos observáveis pelo MIRI (7,7 e 11,3 mícrons) e pela Câmera de Infravermelho Próximo do Webb (3,3 mícrons) são sensíveis à emissão de hidrocarbonetos aromáticos policíclicos, que desempenham um papel crítico na formação de estrelas e planetas. Essas moléculas foram detectadas pelo Webb nas primeiras observações do programa PHANGS.

Estudar essas interações na melhor escala pode ajudar a fornecer insights sobre o quadro maior de como as galáxias evoluíram ao longo do tempo.

Nas observações MIRI da NGC 1365, aglomerados de poeira e gás no meio interestelar absorveram a luz da formação de estrelas e a emitiram de volta no infravermelho, iluminando uma intrincada rede de bolhas cavernosas e conchas filamentares influenciadas por estrelas jovens liberando energia nos braços espirais da galáxia. Nesta imagem da NGC 1356, azul, verde e vermelho foram atribuídos aos dados MIRI do Webb em 7,7, 10 e 11,3 e 21 mícrons (F770W, F1000W e F1130W e F2100W, respectivamente). Créditos: NASA, ESA, CSA e J. Lee (NOIRLab). Processamento de imagens: A. Pagan (STScI) 

"Como essas observações são tomadas como parte do que é chamado de programa de tesouro, elas estão disponíveis ao público à medida que são observadas e recebidas na Terra", disse Eva Schinnerer, do Instituto Max Planck de Astronomia, em Heidelberg, Alemanha, e líder da colaboração PHANGS.

A equipe do PHANGS trabalhará para criar e liberar conjuntos de dados que alinhem os dados do Webb a cada um dos conjuntos de dados complementares obtidos anteriormente dos outros observatórios, para ajudar a acelerar a descoberta pela comunidade astronômica mais ampla.

"Graças à resolução do telescópio, pela primeira vez podemos realizar um censo completo da formação estelar e fazer inventários das estruturas de bolhas médias interestelares em galáxias próximas além do Grupo Local", disse Lee. "Esse censo nos ajudará a entender como a formação estelar e seu feedback se imprimem no meio interestelar, e depois dão origem à próxima geração de estrelas, ou como isso realmente impede que a próxima geração de estrelas seja formada."

A pesquisa da equipe do PHANGS está sendo conduzida como parte do programa General Observer 2107. As descobertas iniciais da equipe, compostas por 21 estudos individuais, foram publicadas recentemente em uma edição de foco especial do The Astrophysical Journal Letters.

O Telescópio Espacial James Webb é o principal observatório de ciência espacial do mundo. O Webb resolverá mistérios em nosso sistema solar, olhará além para mundos distantes em torno de outras estrelas e investigará as misteriosas estruturas e origens do nosso universo e do nosso lugar nele. Webb é um programa internacional liderado pela NASA com seus parceiros, ESA (Agência Espacial Europeia) e CSA (Agência Espacial Canadense).

Fonte: nasa.gov