14 objetos transientes descobertos em um distante aglomerado de galáxias

Esta visão pancromática do aglomerado de galáxias MACS0416 foi criada combinando observações infravermelhas do Telescópio Espacial James Webb da NASA com dados de luz visível do Telescópio Espacial Hubble da NASA. Para fazer a imagem, em geral os comprimentos de onda mais curtos da luz eram codificados pela cor azul, os comprimentos de onda mais longos eram vermelhos e os comprimentos de onda intermediários eram verdes. Crédito: NASA, ESA, CSA, STScI, Jose M. Diego (IFCA), Jordan C. J. D’Silva (UWA), Anton M. Koekemoer (STScI), Jake Summers (ASU), Rogier Windhorst (ASU), Haojing Yan ( Universidade do Missouri)

doi.org/10.48550/arXiv.2307.07579
Credibilidade: 888
#Transiente 

Os astrônomos usaram o Telescópio Espacial James Webb da NASA para descobrir 14 objetos transientes no “Aglomerado de Galáxias da Árvore de Natal”, MACS0416, a cerca de 4,3 bilhões de anos-luz de distância. Os transientes, que brilham brevemente e depois desaparecem, revelam informações sobre estrelas distantes e a estrutura do universo.

Uma equipe internacional de cientistas, liderada por Haojing Yan, da Universidade do Missouri, usou o Telescópio Espacial James Webb (James Webb) da NASA para descobrir 14 novos objetos transientes durante seu estudo de lapso de tempo do aglomerado de galáxias MACS0416 – localizado a cerca de 4,3 bilhões de anos-luz da Terra – que eles apelidaram de “Aglomerado de Galáxias da Árvore de Natal”.

Esta comparação lado a lado do aglomerado de galáxias MACS0416 visto pelo Telescópio Espacial Hubble em luz óptica (esquerda) e pelo Telescópio Espacial James Webb em luz infravermelha (direita) revela detalhes diferentes. Ambas as imagens apresentam centenas de galáxias, no entanto, a imagem do Webb mostra galáxias que são invisíveis ou pouco visíveis na imagem do Hubble. Isto ocorre porque a visão infravermelha de Webb pode detectar galáxias muito distantes ou empoeiradas para serem vistas pelo Hubble. Crédito: NASA, ESA, CSA, STScI

Compreendendo objetos transientes

“Transientes são objetos no espaço, como estrelas individuais, que parecem subitamente aumentar de brilho em ordens de magnitude e depois desaparecer”, disse Yan, professor associado do Departamento de Física e Astronomia. “Esses objetos transientes parecem brilhantes apenas por um curto período de tempo e depois desaparecem; é como se estivéssemos olhando através de uma lupa móvel. Neste momento, temos esta rara oportunidade que a natureza nos deu de obter uma visão detalhada de estrelas individuais que estão localizadas muito distantes. Embora atualmente só consigamos ver as mais brilhantes, se fizermos isto durante tempo suficiente – e com frequência suficiente – seremos capazes de determinar quantas estrelas brilhantes existem e qual a sua massa.”

Esta imagem do aglomerado de galáxias MACS0416 destaca uma galáxia particular de fundo com lentes gravitacionais, que existiu cerca de 3 bilhões de anos após o Big Bang. Essa galáxia contém um transiente, ou objeto que varia no brilho observado ao longo do tempo, que a equipe científica apelidou de “Mothra”. Mothra é uma estrela ampliada por um fator de pelo menos 4.000 vezes. A equipe acredita que Mothra é ampliada não apenas pela gravidade do aglomerado de galáxias MACS0416, mas também por um objeto conhecido como “mili-lente”, que provavelmente pesa tanto quanto um aglomerado estelar globular. Crédito: NASA, ESA, CSA, STScI, Jose M. Diego (IFCA), Jordan C. J. D’Silva (UWA), Anton M. Koekemoer (STScI), Jake Summers (ASU), Rogier Windhorst (ASU), Haojing Yan ( Universidade do Missouri)

b>Observações avançadas com James Webb

Usando as capacidades tecnológicas avançadas do James Webb, Yan e sua equipe, incluindo o estudante de graduação Mizzou, Bangzheng Sun, confirmaram o que está causando as “luzes tremeluzentes” ou transientes do aglomerado de galáxias que os cientistas viram pela primeira vez anos atrás usando o Telescópio Espacial Hubble da NASA.

“Estamos chamando MACS0416 de Aglomerado de Galáxias da Árvore de Natal, tanto porque é tão colorido quanto por causa das luzes tremeluzentes que encontramos dentro dele”, disse Yan. “Podemos ver tantos transientes em certas regiões desta área devido a um fenómeno conhecido como lente gravitacional, que está a ampliar as galáxias atrás deste aglomerado.”

Uma imagem composta colorida de MACS0416 usando os dados de quatro conjuntos de imagens obtidas pelo James Webb do aglomerado de galáxias durante um período de 126 dias, ou cerca de quatro meses. As regiões onde os transientes são encontrados também estão marcadas. Foto cortesia de Bangzheng Sun. Crédito: Universidade do Missouri

Descobertas inovadoras

A equipe descobriu os transientes estudando quatro conjuntos de imagens obtidas pelo James Webb do aglomerado de galáxias durante um período de 126 dias, ou cerca de quatro meses. Yan está particularmente entusiasmado com o fato de dois dos transientes serem supernovas – estrelas que estão no fim da sua vida útil – porque a equipe pode usá-los para estudar as galáxias hospedeiras das supernovas.

“As duas supernovas e as outras doze estrelas extremamente ampliadas são de naturezas diferentes, mas são todas importantes”, disse Yan. “Traçamos a mudança no brilho ao longo do tempo através das suas curvas de luz e, ao examinar detalhadamente como a luz muda ao longo do tempo, seremos eventualmente capazes de saber que tipo de estrelas são. Mais importante ainda, seremos capazes de compreender a estrutura detalhada da lupa e como ela se relaciona com a distribuição da matéria escura. Esta é uma visão completamente nova do universo que foi aberta pelo James Webb.”

Publicado em 04/01/2024 05h35

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