Esta semana, a equipe do Webb continuou a fazer progressos no alinhamento do telescópio ao instrumento NIRCam. Entre levar os dados para entender os componentes ópticos, continuamos a verificar os instrumentos científicos. O instrumento NIRSpec inclui um conjunto de microobturadores de um quarto de milhão de janelas móveis em miniatura, cada uma com 0,1 por 0,2 milímetros de tamanho. A matriz de microobturadores permite que os cientistas mirem galáxias específicas nos campos que estão estudando, enquanto fecham as janelas no fundo ou outros objetos que contaminariam os espectros. Começamos a testar o mecanismo e a eletrônica que controlam e acionam os microobturadores.
Nas últimas semanas, compartilhamos uma técnica para modelar teoricamente o universo primitivo. Hoje, discutiremos um programa observacional para nos ajudar a responder a algumas dessas perguntas. Massimo Stiavelli, chefe do Webb Mission Office no Space Telescope Science Institute, nos conta sobre suas investigações planejadas das primeiras estrelas e galáxias:
“A composição química do universo primitivo, logo após o big bang, é o produto dos processos nucleares que ocorreram nos primeiros minutos de existência do universo. Esses processos são conhecidos como “nucleossíntese primordial”. Uma das previsões deste modelo é que a composição química do universo primitivo é em grande parte hidrogênio e hélio. Havia apenas vestígios de elementos mais pesados, que se formaram mais tarde nas estrelas. Essas previsões são compatíveis com as observações e são, de fato, uma das principais evidências que suportam o modelo do big bang quente.
“As primeiras estrelas se formaram de material com essa composição primordial. Encontrar essas estrelas, comumente apelidadas de “Primeiras Estrelas” ou “Estrelas da População III”, é uma verificação importante do nosso modelo cosmológico, e está ao alcance do Telescópio Espacial James Webb. O Webb pode não ser capaz de detectar estrelas individuais desde o início do universo, mas pode detectar algumas das primeiras galáxias contendo essas estrelas.
“Uma maneira de confirmar se estamos encontrando as primeiras estrelas é medir com precisão a metalicidade de galáxias muito distantes. O termo astronômico, metalicidade, é uma medida da quantidade de material mais pesado que o hidrogênio e o hélio – então uma galáxia de baixa metalicidade indicaria que ela era composta dessas ‘Primeiras Estrelas’. MACS1149-JD1, está confirmado no redshift 9,1 e emitiu a luz que vemos quando o universo tinha apenas 600 milhões de anos. A luz desta galáxia distante viaja desde então e está chegando até nós agora.
“No primeiro ano de ciência Webb, tenho um programa de observação para estudar esta galáxia e determinar sua metalicidade. Farei isso tentando medir a razão na força de duas linhas espectroscópicas emitidas por íons de oxigênio, originalmente emitidos em luz visível azul-violeta e azul-esverdeada (comprimentos de onda de repouso em 4.363 angstroms e 5.007 angstroms). Graças ao redshift cosmológico, essas linhas agora são detectáveis nos comprimentos de onda infravermelhos que Webb pode ver. O uso de uma razão de duas linhas do mesmo íon pode fornecer uma medição primorosa da temperatura do gás nesta galáxia e, através de modelagem teórica relativamente simples, fornecerá uma medição robusta de sua metalicidade.
“O desafio é que uma dessas linhas costuma ser extremamente fraca. No entanto, esta linha tende a ficar mais forte em menor metalicidade. Portanto, se não conseguirmos detectar a linha e medir a metalicidade do MACS1149-JD1, isso provavelmente significaria que ele já foi enriquecido pelos elementos mais pesados, e precisamos procurar mais e mais. Seja usando meus dados ou com programas futuros, espero que durante sua vida operacional o Webb seja capaz de encontrar objetos com metalicidade suficientemente baixa para conter chaves para entender a primeira geração de estrelas.”
– Massimo Stiavelli, chefe do Webb Mission Office, Space Telescope Science Institute
Publicado em 12/03/2022 22h30
Artigo original: