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Quando se trata de fazer novas estrelas, a festa está quase no fim no Universo atual. Na verdade, está quase no fim há bilhões de anos. Nossa Via Láctea continua a formar o equivalente a um Sol todos os anos. Mas, no passado, essa taxa era até 100 vezes maior. Então, se realmente quisermos entender como as estrelas como o nosso Sol se formaram no universo, precisamos olhar bilhões de anos para o passado.
Usando o Telescópio Espacial James Webb da NASA como uma espécie de máquina do tempo, uma equipe de pesquisadores pretende fazer exatamente isso. Liderada pela investigadora principal Jane Rigby, do Goddard Space Flight Center da NASA em Greenbelt, Maryland, e pelo investigador principal Joaquin Vieira, da Universidade de Illinois, Champaign, a equipe aproveitará telescópios cósmicos naturais chamados de lentes gravitacionais. Esses grandes objetos celestes vão ampliar a luz de galáxiasdistantes que estão no pico da formação estelar.
O fenômeno das lentes gravitacionais ocorre quando uma enorme quantidade de matéria, como uma enorme galáxia ou aglomerado de galáxias , cria um campo gravitacional que distorce e amplia a luz de objetos por trás dela, mas na mesma linha de visão. O efeito permite aos pesquisadores estudar os detalhes das primeiras galáxias muito longe para serem vistos de outra forma, mesmo com os mais poderosos telescópios espaciais.
"Estamos estudando quatro galáxias que parecem muito, muito mais brilhantes do que realmente são, porque foram ampliadas até 50 vezes. Usaremos lentes gravitacionais para estudar como essas galáxias estão formando suas estrelas e como essa estrela a formação é distribuída pelas galáxias ", explicou Rigby.
"O bom de usar fontes de lentes é que é como uma lente de aumento cósmica, onde a galáxia é esticada, então aumenta a resolução do seu telescópio", disse Vieira.
Vídeo: https://youtu.be/vsaiUoJeUIo
O programa é chamado Targeting Panchromatic Arcs Lensed Extremely Magnified e sua formação de estrela estendida, ou modelos. Embora TEMPLATES seja um acrônimo, seu significado é mais profundo. A palavra "modelo" refere-se a algo usado como padrão, molde ou guia para projetar ou construir itens semelhantes. "Queremos tornar esses quatro alvos incrivelmente bem estudados e ter dados realmente bons, para que outros pesquisadores da Webb possam usá-los como modelos, ou bons exemplos, quando estão trabalhando para entender os dados de um grande número de galáxias que são muito mais fraco ", disse Rigby.
Uma das principais razões pelas quais essas quatro galáxias foram escolhidas é porque elas são muito brilhantes, facilitando o estudo. "Todas essas galáxias estão formando estrelas como loucas", disse Vieira.
Estes alvos também representam grande parte da variedade de galáxias no universo em termos de quão empoeirados eles são, quão brilhantes eles são, e quantas estrelas eles já fizeram. Os astrônomos chamam as galáxias de "poeira" quando suas imagens mostram manchas escuras, muitas vezes nebulosas, que vêm da poeira da galáxia bloqueando a luz das estrelas.
Duas das galáxias estão muito empoeiradas, e duas delas não estão empoeiradas. As duas galáxias empoeiradas são, cada uma delas, fotografadas por outra galáxia única. As duas galáxias que não são muito poeirentas são fotografadas por aglomerados de galáxias.
De galáxias muito empoeiradas, os cientistas têm uma imagem de como as galáxias evoluíram. De pesquisas de galáxias não empoeiradas, elas têm uma imagem diferente. Essas fotos nem sempre combinam. Espera-se que Webb forneça uma história mais completa da formação de estrelas, porque tem a sensibilidade de ver a luz da poeira aquecida por estrelas jovens - mesmo em galáxias que não têm muita poeira - bem como a sensibilidade para ver a luz visível mesmo das galáxias empoeiradas.
A equipe MODELOS usará três dos quatro instrumentos a bordo do Webb, bem como muitos dos filtros e configurações do telescópio, para obter o máximo de dados possível nessas galáxias. Além de tirar fotos, a equipe usará espectroscopia, uma técnica que revelará a composição química das galáxias, como o gás está se movendo e quão denso e quente é esse gás.
Webb permitirá que a equipe faça essas medições em cada galáxia. "É como dissecação", explicou Rigby. "Vamos separar cada pedaço da galáxia, em vez de apenas obter uma medida média".
Desbloquear os mistérios da formação estelar
A equipe TEMPLATES tem quatro objetivos principais:
- Meça quantas novas estrelas estão se formando para determinar com que rapidez as galáxias formam estrelas. Ao fazer diferentes tipos de medidas de taxas de formação de estrelas para as quatro galáxias, a equipe planeja ver como elas concordam ou discordam. Por meio de checagens cruzadas, a equipe determinará se essas galáxias estão ou não em formação estelar vigorosa ou se estão formando uma estrela ocasionalmente.
- Mapeie a taxa de formação de estrelas nessas galáxias. Os cientistas não sabem muito sobre onde as estrelas se formam nas galáxias durante a maior parte do tempo cósmico. Mapear a formação de estrelas em galáxias no universo próximo é relativamente fácil, mas é muito mais difícil para galáxias distantes. Observando a maior parte do tempo cósmico, as galáxias distantes parecem muito pequenas no céu e os recursos individuais não podem ser resolvidos. Assim, os cientistas não têm uma boa compreensão de onde as estrelas se formaram em galáxias no universo primitivo.
- Compare as populações estelares jovens e velhas. Os cientistas medem as estrelas mais antigas - estrelas que vivem por bilhões de anos, como o Sol. Eles vão determinar onde essas estrelas residem dentro de uma galáxia, o que irá informá-los sobre a história passada da formação de estrelas. Então eles podem comparar esses dados com o local onde as novas estrelas estão se formando. Isso revelará como a formação de estrelas mudou nas galáxias ao longo do tempo e responderá a algumas questões básicas sobre como as galáxias crescem. Por exemplo, eles se constróem de dentro para fora ou de fora para dentro?
- Meça as condições do gás dentro dessas galáxias. Os cientistas determinarão quanto da tabela periódica essas galáxias construíram - por exemplo, quanto carbono, oxigênio e nitrogênio eles contêm. Eles também medirão outras condições físicas, como o quão denso é o gás.
Ajudando Outros Pesquisadores a Entender Webb
As observações da equipe farão parte do programa Discretionary-Early Release Science do diretor, que fornece tempo para projetos selecionados no início da missão do telescópio. Este programa permite que a comunidade astronômica aprenda rapidamente a melhor maneira de usar as capacidades do Webb, ao mesmo tempo em que produz ciência robusta. A equipe também está ajudando outros pesquisadores a entender a melhor maneira de obter dados com esse telescópio.
"MODELOS realmente apenas arranham a superfície do que você pode fazer com Webb", continuou Rigby. "Definitivamente não será a última palavra - é uma das primeiras palavras do que este telescópio será capaz de fazer, como podemos entender as galáxias. O que estamos fazendo com os MODELOS é que queremos ter certeza de que estamos alcançando o Correndo em terra com dados maravilhosos no início da missão para realmente entender como aproveitar ao máximo as incríveis capacidades de Webb. "
O Telescópio Espacial James Webb será o principal observatório de ciência espacial do mundo quando for lançado em 2021. Webb resolverá mistérios no nosso sistema solar, olhará para além de mundos distantes em torno de outras estrelas e investigará as misteriosas estruturas e origens do nosso universo e do nosso lugar nisso. Webb é um programa internacional liderado pela NASA com seus parceiros, a ESA (Agência Espacial Européia) e a Agência Espacial Canadense.
Fonte: Physics.org / por Ann Jenkins, Centro de Vôo Espacial Goddard da NASA / 22-08-2019
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Hélio
R.M. Cabral (Economista, Escritor e Divulgador de
conteúdos da Astronomia, Astrofísica, Astrobiologia e Climatologia).
Membro
da Society for Science and the Public (SSP) e assinante de conteúdos científicos
da NASA (National Aeronautics and Space Administration) e ESA (European Space
Agency).
Participa do projeto S`Cool Ground Observation
(Observações de Nuvens) que é integrado ao Projeto CERES (Clouds and Earth´s Radiant
Energy System) administrado pela NASA. A partir de 2019, tornou-se membro da Sociedade Astronômica
Brasileira (SAB), como astrônomo amador.
Participa também do
projeto The Globe Program / NASA Globe Cloud, um Programa de Ciência e Educação
Worldwide, que também tem o objetivo de monitorar o Clima em toda a Terra. Este
projeto é patrocinado pela NASA e National Science Fundation (NSF), e apoiado pela
National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) e U.S Department of State.
e-mail:
heliocabral@coseno.com.br
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