James Webb desvenda o mistério do motor da fusão de galáxias

A cerca de 500 milhões de anos-luz de distância, próximo à constelação de Delphinus, duas galáxias estão colidindo. Conhecida como galáxia em fusão IIZw096, esse fenômeno luminoso é obscurecido pela poeira cósmica, mas pesquisadores identificaram, pela primeira vez, uma fonte de luz brilhante e energética há 12 anos.

Astrônomos de uma equipe internacional usaram o Telescópio Espacial James Webb para revelar, pela primeira vez, a localização exata da fonte que alimenta as galáxias em colisão. Curiosamente, esta fonte encontra-se fora das partes principais das galáxias e não é visível na luz ultravioleta ou visível observada com o Telescópio Espacial Hubble. Crédito: Hanae Inami, Universidade de Hiroshima 

Agora, com um telescópio mais avançado – o Telescópio Espacial James Webb, que iniciou suas observações em julho de 2022 – a equipe conseguiu identificar a localização exata do que chamam de “motor” dessa galáxia em fusão. 

Os resultados foram publicados no dia 15 de novembro de 2022, na revista The Astrophysical Journal Letters. “O Telescópio Espacial James Webb nos trouxe visões completamente novas do universo graças à mais alta resolução espacial e sensibilidade no infravermelho já alcançadas”, disse a autora correspondente Hanae Inami, professora assistente do Centro de Ciência Astrofísica de Hiroshima, na Universidade de Hiroshima. 

“Queríamos encontrar o ‘motor’ que alimenta esse sistema de galáxias em fusão. Sabíamos que essa fonte estava profundamente escondida pela poeira cósmica, então não podíamos usar luz visível ou ultravioleta para encontrá-la. Somente no infravermelho médio, observado com o Telescópio Espacial James Webb, podemos ver agora que essa fonte brilha mais do que tudo o mais nessas galáxias em fusão.” 

À medida que as galáxias se fundem, suas estrelas, planetas e outros constituintes podem se chocar, e os detritos resultantes servem de matéria-prima para novos episódios celestes. A maioria dessas colisões galácticas emite apenas luz infravermelha, que tem comprimentos de onda mais longos do que a luz visível aos seres humanos e está além do alcance da percepção humana. 

Em 2010, usando o Telescópio Espacial Spitzer, a mesma equipe descobriu que o sistema em fusão era dominado por uma emissão infravermelha brilhante. Os pesquisadores conseguiram medir a potência do motor – a fonte de tal brilho – mas não puderam identificar sua localização exata devido à resolução limitada do telescópio. 

Com o Telescópio Espacial James Webb, eles descobriram que esse motor é responsável pela maior parte da emissão de infravermelho médio, que representa até 70% da emissão total de infravermelho do sistema. Eles também descobriram que a fonte tem um raio não maior do que 570 anos-luz – uma fração minúscula do tamanho do sistema em fusão, que possui cerca de 65.000 anos-luz de extensão. Isso indica que a energia está confinada a um pequeno espaço, de acordo com o coautor Thomas Bohn, da Universidade de Hiroshima. 

“É intrigante que esta fonte compacta, distante dos centros galácticos, domine a luminosidade infravermelha do sistema”, disse Bohn.

Segundo Bohn, essa fonte contribui significativamente para as galáxias em fusão, mesmo estando localizada na periferia, como um pequeno grão de pimenta na clara de um ovo frito. 

“Queremos saber o que alimenta essa fonte: é uma explosão estelar ou um buraco negro massivo?”, questiona Inami. “Usaremos espectros infravermelhos capturados pelo Telescópio Espacial James Webb para investigar isso. Também é incomum que o ‘motor’ esteja fora das partes principais das galáxias em fusão, então exploraremos como essa fonte poderosa foi parar lá.” 

O coautor Jason Surace, do Instituto de Tecnologia da Califórnia, afirma que essa descoberta apoia entendimentos mais recentes sobre o universo e suas transformações. 

“Nas últimas décadas, impulsionados por novas observações, principalmente no infravermelho e baseadas no espaço, vimos que o universo é um lugar surpreendentemente dinâmico e violentamente mutável”, disse Surace. “No passado, acreditava-se que as galáxias – as maiores coisas que conhecíamos – simplesmente giravam de maneira essencialmente inalterada, como templos celestiais nos céus.” 

Além de identificar a localização do motor, os pesquisadores encontraram 12 “grumos” de luz. Embora alguns deles já tivessem sido revelados pelas capacidades de infravermelho próximo do Telescópio Espacial Hubble, cinco foram detectados recentemente com o Telescópio Espacial James Webb. Segundo Inami, esses grumos emitem cores no infravermelho médio que sugerem que estão formando estrelas. 

“A imagem em infravermelho médio do Telescópio Espacial James Webb, descrita neste artigo, revelou um aspecto oculto da galáxia em fusão IIZw096 e abriu uma porta para identificar fontes fortemente obscurecidas pela poeira, que não podem ser encontradas em comprimentos de onda mais curtos”, afirmou Inami. 

“Futuras observações espectroscópicas planejadas de IIZw096 fornecerão informações adicionais sobre a natureza da poeira, do gás ionizado e do gás molecular quente na região perturbada dessa luminosa galáxia em fusão.” 

Essa descoberta destaca a importância do Telescópio Espacial James Webb e sua capacidade de explorar e desvendar mistérios cósmicos. À medida que os cientistas continuam a investigar esses fenômenos, nosso conhecimento sobre o universo e suas complexidades se expande, abrindo novas possibilidades para entendermos melhor o cosmos e o papel que desempenhamos nele.

Fonte: Spacetoday.com.br