O Mid-Infrared Instrument (MIRI) no Telescópio Espacial James Webb da NASA tirou esta imagem de NGC 1433, uma galáxia espiral barrada com um núcleo particularmente brilhante rodeado por anéis duplos de formação estelar. Pesquisadores usando o Telescópio Espacial James Webb da NASA estão observando pela primeira vez a formação de estrelas, gás e poeira em galáxias próximas com resolução sem precedentes em comprimentos de onda infravermelhos. Os dados permitiram uma coleção inicial de 21 trabalhos de pesquisa que fornecem uma nova visão sobre como alguns dos processos de menor escala em nosso universo – o início da formação estelar – impactam a evolução dos maiores objetos em nosso cosmos: as galáxias.
O maior levantamento de galáxias próximas no primeiro ano de operações científicas do James Webb está sendo realizado pela colaboração Phangs (Physics at High Angularresolution in Nearly Galaxies), envolvendo mais de 100 pesquisadores de todo o mundo. As observações do James Webb são lideradas por Janice Lee, cientista-chefe do Observatório Gemini no NOIRLab da National Science Foundation e astrônoma afiliada da Universidade do Arizona em Tucson.
A equipe está estudando uma amostra diversificada de 19 galáxias espirais e, nos primeiros meses de operações científicas de James Webb, foram feitas observações de cinco desses alvos – M74, NGC 7496, IC 5332, NGC 1365 e NGC 1433. Os resultados já estão surpreendendo os astrônomos.
“A clareza com que estamos vendo a fina estrutura certamente nos pegou de surpresa”, disse o membro da equipe David Thilker, da Universidade Johns Hopkins, em Baltimore, Maryland.
“Estamos vendo diretamente como a energia da formação de estrelas jovens afeta o gás ao seu redor, e é simplesmente notável”, disse o membro da equipe Erik Rosolowsky da Universidade de Alberta, Canadá.
As imagens do Mid-Infrared Instrument (MIRI) do James Webb revelam a presença de uma rede de características altamente estruturadas dentro dessas galáxias – cavidades brilhantes de poeira e enormes bolhas cavernosas de gás que revestem os braços espirais. Em algumas regiões das galáxias próximas observadas, esta teia de características aparece construída a partir de conchas e bolhas individuais e sobrepostas onde estrelas jovens estão liberando energia.
“As áreas que estão completamente escuras nas imagens do Hubble iluminam-se com detalhes requintados nessas novas imagens infravermelhas, permitindo-nos estudar como a poeira no meio interestelar absorveu a luz das estrelas em formação e a emitiu de volta no infravermelho, iluminando uma intrincada rede de gás e poeira”, disse o membro da equipe Karin Sandstrom, da Universidade da Califórnia, em San Diego.
As imagens de alta resolução necessárias para estudar essas estruturas há muito escapam dos astrônomos – até que o James Webbentrou em cena.
energia alugada. Crédito: NASA, ESA, CSA e J. Lee (NOIRLab). Processamento de imagem: A. Pagan (STScI)
“A equipe do PHANGS passou anos observando essas galáxias em comprimentos de onda ópticos, de rádio e ultraviolentos usando o Telescópio Espacial Hubble da NASA, o Atacama Large Millimeter/Submillimeter Array e o Multi Unit Spectroscopic Explorer do Very Large Telescope”, acrescentou o membro da equipe Adam Leroy do Universidade Estadual de Ohio. “Mas os primeiros estágios do ciclo de vida de uma estrela permaneceram fora de vista porque o processo está envolto em nuvens de gás e poeira.”
Os poderosos recursos de infravermelho do James Webb podem perfurar a poeira para conectar as peças do quebra-cabeça que faltam.
Por exemplo, comprimentos de onda específicos observáveis pelo MIRI (7,7 e 11,3 mícrons) e pela câmera de infravermelho próximo do James Webb (3,3 mícrons) são sensíveis à emissão de hidrocarbonetos aromáticos policíclicos, que desempenham um papel crítico na formação de estrelas e planetas. Essas moléculas foram detectadas pelo James Webb nas primeiras observações do programa PHANGS.
Estudar essas interações na escala mais fina pode ajudar a fornecer informações sobre a imagem mais ampla de como as galáxias evoluíram ao longo do tempo.
“Como essas observações fazem parte do que chamamos de programa de tesouro, elas estão disponíveis ao público à medida que são observadas e recebidas na Terra”, disse Eva Schinnerer, do Instituto Max Planck de Astronomia em Heidelberg, Alemanha, e líder do Colaboração PHANGS.
A equipe do PHANGS trabalhará para criar e liberar conjuntos de dados que alinhem os dados do James Webb a cada um dos conjuntos de dados complementares obtidos anteriormente de outros observatórios, para ajudar a acelerar a descoberta pela comunidade astronômica mais ampla.
“Graças à resolução do telescópio, pela primeira vez podemos realizar um censo completo da formação estelar e fazer inventários das estruturas de bolhas médias interestelares em galáxias próximas além do Grupo Local”, disse Lee. “Esse censo nos ajudará a entender como a formação estelar e seu feedback se imprimem no meio interestelar e depois dão origem à próxima geração de estrelas, ou como isso realmente impede que a próxima geração de estrelas seja formada”.
As descobertas iniciais da equipe, compostas por 21 estudos individuais, foram publicadas recentemente em uma edição especial do The Astrophysical Journal Letters.
Publicado em 21/02/2023 12h50
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