A visão do James Webb sobre como estrelas e planetas se formam

Espectro MIRI simulado de um disco protoplanetário, como pode aparecer em vários programas científicos do Ciclo 1. O espectro mostra muitas características que demonstram a presença de água, metano e muitos outros produtos químicos. Crédito: NASA, STScI.

O sucesso contínuo do alinhamento óptico multi-instrumento para os instrumentos de infravermelho próximo do telescópio James Webb da NASA chamou a atenção da equipe de comissionamento para relaxar enquanto monitoramos cuidadosamente o resfriamento do Mid-InfraRed Instrument (MIRI) até sua temperatura operacional final de menos de 7 kelvins (-447 graus Fahrenheit, ou -266 graus Celsius).

Continuamos outras atividades durante esse lento resfriamento, que incluem o monitoramento dos instrumentos de infravermelho próximo. À medida que o MIRI esfria, outros componentes importantes do observatório, como o painel traseiro e os espelhos, também continuam esfriando e estão se aproximando de suas temperaturas operacionais.

Na semana passada, a equipe do James Webb fez uma queima de propulsores de manutenção da estação para manter a posição do Webb em órbita ao redor do segundo ponto de Lagrange. Esta foi a segunda queima desde a chegada de Webb à sua órbita final em janeiro; essas queimas continuarão periodicamente durante toda a vida da missão.

Nas últimas semanas, compartilhamos um pouco da ciência antecipada de Webb, começando com o estudo das primeiras estrelas e galáxias no início do universo. Hoje, veremos como Webb observará dentro de nossa própria galáxia Via Láctea em lugares onde estrelas e planetas se formam. Klaus Pontoppidan, cientista do projeto do Space Telescope Science Institute para Webb, compartilha a ciência legal planejada para a formação de estrelas e planetas com Webb:

“No primeiro ano de operações científicas, esperamos que o James Webb escreva capítulos inteiramente novos na história de nossas origens – a formação de estrelas e planetas. É o estudo da formação de estrelas e planetas com o James Webb que nos permite conectar observações de estrelas maduras exoplanetas para seus ambientes de nascimento e nosso sistema solar para suas próprias origens. As capacidades de infravermelho do James Webb são ideais para revelar como estrelas e planetas se formam por três razões: e planetas, e revela a presença de importantes compostos químicos, como água e química orgânica”, disse Klaus Pontoppidan, cientista do projeto James Webb, Space Telescope Science Institute, em Baltimore, Maryland.

“Vamos examinar cada motivo com mais detalhes. Muitas vezes ouvimos que a luz infravermelha passa através da poeira obscurecedora, revelando estrelas e planetas recém-nascidos que ainda estão embutidos em suas nuvens parentais. Na verdade, a luz infravermelha média, vista pelo MIRI, pode passam por nuvens 20 vezes mais espessas do que a luz visível. Como as estrelas jovens são formadas rapidamente (pelos padrões cósmicos, pelo menos) – em apenas 100.000 anos – suas nuvens natais não tiveram tempo de se dispersar, escondendo o que está acontecendo neste A sensibilidade infravermelha do James Webb nos permite entender o que acontece nesses primeiros estágios, já que gás e poeira estão entrando em colapso para formar novas estrelas.

“A segunda razão tem a ver com as estrelas jovens e os próprios planetas gigantes. Ambos começam suas vidas como estruturas grandes e inchadas que se contraem com o tempo. Enquanto as estrelas jovens tendem a ficar mais quentes à medida que amadurecem, e os planetas gigantes esfriam, ambos normalmente emitem mais radiação. Isso significa que o Webb é ótimo para detectar novas estrelas e planetas novos e pode nos ajudar a entender a física de sua primeira evolução. Observatórios infravermelhos anteriores, como o Telescópio Espacial Spitzer, usaram técnicas semelhantes para o mais próximo dos aglomerados formadores de estrelas, mas o James Webb descobrirá novas estrelas jovens em toda a galáxia, nas Nuvens de Magalhães e além.

“Finalmente, a faixa de infravermelho (às vezes chamada de “região de impressão digital molecular”) é ideal para identificar a presença de uma variedade de produtos químicos, em particular água e vários orgânicos. Todos os quatro instrumentos científicos do Webb podem detectar várias moléculas importantes usando seus modos espectroscópicos Eles são particularmente sensíveis a gelos moleculares presentes em nuvens moleculares frias antes da formação das estrelas, e NIRCam e NIRSpec irão, pela primeira vez, mapear de forma abrangente a distribuição espacial de gelos para nos ajudar a entender sua química. perto de muitas estrelas jovens onde planetas rochosos potencialmente habitáveis ??podem estar se formando. Essas observações serão sensíveis à maioria das moléculas em massa e nos permitirão desenvolver um censo químico nos estágios iniciais da formação do planeta. Não é surpresa que um número significativo de Webb as primeiras investigações científicas visam medir como os sistemas planetários constroem as moléculas que podem ser importantes para o surgimento vida como a conhecemos.

“Estaremos de olho no MIRI enquanto ele esfria. Como o único instrumento de infravermelho médio no Webb, o MIRI será particularmente importante para entender as origens de estrelas e planetas.”

O Telescópio Espacial James Webb é o maior, mais poderoso e mais complexo telescópio de ciência espacial do mundo já construído. Webb resolverá mistérios em nosso sistema solar, olhará além para mundos distantes em torno de outras estrelas e investigará as misteriosas estruturas e origens de nosso universo e nosso lugar nele. Webb é um programa internacional liderado pela NASA com seus parceiros, ESA (Agência Espacial Européia) e a Agência Espacial Canadense.


Publicado em 11/04/2022 09h46

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