doi.org/10.1051/0004-6361/202348535
Credibilidade: 989
#Quasar
Um grupo de pesquisa internacional utilizou o Telescópio Espacial James Webb para testemunhar a dramática interação entre um quasar dentro do sistema PJ308-21 e duas enormes galáxias satélites no universo distante.
Esta investigação revelou detalhes significativos sobre a formação de galáxias, a massa e o crescimento de buracos negros supermassivos e as propriedades químicas destes corpos celestes, marcando um passo importante na compreensão da história cósmica.
Uma equipe global liderada pelo Instituto Nacional Italiano de Astrofísica (INAF) e composta por 34 institutos de pesquisa e universidades em todo o mundo utilizou o Espectrógrafo de Infravermelho Próximo (NIRSpec) a bordo do Telescópio Espacial James Webb (James Webb) para testemunhar a interação dramática entre um quasar dentro o sistema PJ308-21 e duas galáxias satélites massivas no universo distante.
As observações, realizadas em setembro de 2022, revelaram detalhes sem precedentes e inspiradores, fornecendo novas informações sobre o crescimento das galáxias no Universo primordial.
Os resultados foram apresentados durante o encontro da Sociedade Astronômica Europeia (EAS) de 2024, em Pádua (Itália), e publicados no dia 5 de julho na revista Astronomy & Astrophysics.
Revelando o Quasar e a Dinâmica das Galáxias As observações deste quasar (já descritas pelos mesmos autores num outro estudo publicado em Maio passado), um dos primeiros estudados com o NIRSpec quando o Universo tinha menos de bilhões de anos (desvio para o vermelho z = 6,2342), têm revelou dados de qualidade sensacional: o instrumento capturou o espectro do quasar com uma incerteza inferior a 1% por pixel.
A galáxia hospedeira de PJ308-21 apresenta alta metalicidade e condições de fotoionização típicas de um núcleo galáctico ativo (AGN), enquanto uma das galáxias satélites apresenta baixa metalicidade (que se refere à abundância de elementos químicos mais pesados que hidrogênio e hélio) e fotoionização induzida pela formação de estrelas; uma maior metalicidade caracteriza a segunda galáxia satélite, que é parcialmente fotoionizada pelo quasar.
Insights sobre a evolução cósmica A descoberta permitiu aos astrônomos determinar a massa do buraco negro supermassivo no centro do sistema (cerca de 2 bilhões de massas solares).
Também confirmou que tanto o quasar como as galáxias circundantes são altamente evoluídas em enriquecimento de massa e metal, e em constante crescimento.
Isto tem implicações profundas para a nossa compreensão da história cósmica e da evolução química das galáxias, destacando o impacto transformador desta pesquisa.
Avanços Técnicos nas Observações Espaciais Roberto Decarli, pesquisador do INAF em Bolonha e primeiro autor do artigo, explica: “Nosso estudo revela que tanto os buracos negros no centro dos quasares de alto desvio para o vermelho quanto as galáxias que os hospedam passam por processos extremamente eficientes.
e crescimento tumultuado já no primeiro bilhão de anos de história cósmica, auxiliado pelo rico ambiente galáctico em que essas fontes se formam.” Os dados foram obtidos em setembro de 2022 como parte do Programa 1554, um dos nove projetos liderados pela Itália do primeiro ciclo de observação do James Webb.
Decarli lidera este programa para observar a fusão entre a galáxia que hospeda o quasar (PJ308-21) e duas das suas galáxias satélites.
Avanços na Astrofísica com o Telescópio Espacial James Webb As observações foram realizadas no modo de espectroscopia de campo integral: para cada pixel da imagem, o espectro de toda a banda óptica (no quadro de repouso da fonte) pode ser observado, deslocado em direção ao infravermelho pelo expansão do universo.
Isto permite o estudo de vários traçadores de gases (linhas de emissão) utilizando uma abordagem 3D.
Graças a esta técnica, a equipe liderada pelo INAF detectou emissões espacialmente estendidas de diferentes elementos, que foram utilizadas para estudar as propriedades do meio interestelar ionizado, incluindo a fonte e dureza do campo de radiação fotoionizante, metalicidade, obscurecimento de poeira, densidade electrónica e temperatura e taxa de formação de estrelas.
Além disso, os investigadores detectaram marginalmente a emissão de luz estelar associada a fontes companheiras.
Federica Loiacono, astrofísica, pesquisadora e pós-doutoranda no INAF, comenta com entusiasmo os resultados: “Graças ao NIRSpec, pela primeira vez podemos estudar no sistema PJ308-21 a banda óptica, rica em preciosos dados de diagnóstico sobre propriedades de o gás próximo ao buraco negro na galáxia que hospeda o quasar e nas galáxias vizinhas podemos ver, por exemplo, a emissão de átomos de hidrogênio e compará-la com os elementos químicos produzidos pelas estrelas para estabelecer quão rico em metais é o gás nas galáxias.
A experiência na redução e calibração desses dados, alguns dos primeiros coletados com o NIRSpec no modo de espectroscopia de campo integral, garantiu uma vantagem estratégica para a comunidade italiana no gerenciamento de dados semelhantes de outros programas.” Federica Loiacono é o contato italiano.
pessoa para redução de dados NIRSpec no Centro de Suporte James Webb do INAF.
Direções e implicações futuras Ela acrescenta
Graças à sensibilidade do Telescópio Espacial James Webb no infravermelho próximo e médio, foi possível estudar o espectro do quasar e das galáxias companheiras com uma precisão sem precedentes no universo distante.
Somente a excelente visão oferecida pelo James Webb, com suas capacidades incomparáveis, pode garantir essas observações.” O trabalho representou uma verdadeira “montanha-russa emocional”, continua Decarli, “com a necessidade de desenvolver soluções inovadoras para superar os dificuldades iniciais na redução de dados.” Este impacto transformador dos instrumentos a bordo do Telescópio Espacial James Webb ressalta seu papel crucial no avanço da pesquisa astrofísica: até alguns anos atrás, os dados sobre o enriquecimento de metais (essenciais para a compreensão da evolução química de galáxias) estavam quase fora do nosso alcance, especialmente a estas distâncias.
Agora podemos mapeá-las em detalhe com apenas algumas horas de observação, mesmo em galáxias observadas quando o Universo estava na sua infância,” conclui Decarli.
Publicado em 08/07/2024 20h32
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