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O Telescópio Espacial James Webb e o Telescópio Espacial Hubble da NASA se uniram para estudar um aglomerado de galáxias expansivo conhecido como MACS0416. A imagem pancromática resultante combina luz visível e infravermelha para montar uma das imagens mais abrangentes do Universo já obtidas. Localizado a cerca de 4,3 mil milhões de anos-luz da Terra, MACS0416 é um par de aglomerados de galáxias em colisão que eventualmente se combinarão para formar um aglomerado ainda maior.
A imagem revela uma riqueza de detalhes que só são possíveis de capturar combinando o poder de ambos os telescópios espaciais. Inclui uma abundância de galáxias fora do aglomerado e uma série de fontes que variam ao longo do tempo, provavelmente devido às lentes gravitacionais – a distorção e amplificação da luz de fontes distantes de fundo.
Este aglomerado foi o primeiro de um conjunto de visualizações superprofundas e sem precedentes do universo a partir de um ambicioso e colaborativo programa do Hubble chamado Frontier Fields , inaugurado em 2014. O Hubble foi o pioneiro na busca por algumas das galáxias intrinsecamente mais fracas e mais jovens já detectadas. A visão infravermelha de Webb reforça significativamente esta visão profunda, indo ainda mais longe no Universo primitivo com a sua visão infravermelha.
“Estamos a desenvolver o legado do Hubble, avançando para distâncias maiores e objetos mais ténues”, disse Rogier Windhorst da Universidade do Estado do Arizona, investigador principal do programa PEARLS (Prime Extragalactic Areas for Reionization and Lensing Science), que realizou as observações de Webb.
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. Isso ocorre porque a visão infravermelha de Webb pode detectar galáxias muito distantes ou empoeiradas para serem vistas pelo Hubble. (A luz de galáxias distantes é desviada para o vermelho devido à expansão do universo.) O tempo total de exposição do Webb foi de cerca de 22 horas, em comparação com 122 horas de exposição da imagem do Hubble.
Embora as novas observações de Webb contribuam para esta visão estética, foram tomadas para um propósito científico específico. A equipe de pesquisa combinou suas três épocas de observações, cada uma com semanas de intervalo, com uma quarta época da equipe de pesquisa CANUCS (CAnadian NIRISS Unbiased Cluster Survey). O objetivo era procurar objetos que variassem no brilho observado ao longo do tempo, conhecidos como transientes.
Eles identificaram 14 desses transientes em todo o campo de visão. Doze desses transientes estavam localizados em três galáxias que são altamente ampliadas por lentes gravitacionais e são provavelmente estrelas individuais ou sistemas estelares múltiplos que são brevemente muito ampliados. Os dois transientes restantes estão dentro de galáxias de fundo moderadamente ampliadas e são provavelmente supernovas.
“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. Podemos ver transientes em todos os lugares”, disse Haojing Yan, da Universidade do Missouri, em Columbia, autor principal de um artigo que descreve os resultados científicos.
Encontrar tantos transientes com observações abrangendo um período de tempo relativamente curto sugere que os astrônomos poderiam encontrar muitos transientes adicionais neste aglomerado e em outros semelhantes através do monitoramento regular com o Webb.
Uma estrela Kaiju
Entre os transientes identificados pela equipe, um se destacou em particular. Localizada numa galáxia que existiu cerca de 3 mil milhões de anos após o Big Bang, é ampliada por um factor de pelo menos 4.000. A equipe apelidou o sistema estelar de “Mothra” em uma homenagem à sua “natureza monstruosa”, sendo extremamente brilhante e extremamente ampliado. Ele se junta a outra estrela lente que os pesquisadores identificaram anteriormente e que apelidaram de “Godzilla”. (Godzilla e Mothra são monstros gigantes conhecidos como kaiju no cinema japonês.)
Curiosamente, Mothra também é visível nas observações do Hubble feitas nove anos antes. Isto é incomum, porque é necessário um alinhamento muito específico entre o aglomerado de galáxias em primeiro plano e a estrela de fundo para ampliar tanto uma estrela. Os movimentos mútuos da estrela e do aglomerado deveriam ter eventualmente eliminado esse alinhamento.
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.
NASA, ESA, CSA, STScI, J. Diego (Instituto de Física de Cantabria, Espanha), J. D'Silva (U. Austrália Ocidental), A. Koekemoer (STScI), J. Summers & R. Windhorst (ASU) e H. Yan (U. Missouri).
A explicação mais provável é que existe um objeto adicional no cluster em primeiro plano que está adicionando mais ampliação. A equipe conseguiu restringir sua massa entre 10.000 e 1 milhão de vezes a massa do nosso Sol. A natureza exata desta chamada “mili-lente”, no entanto, permanece desconhecida.
“A explicação mais provável é um aglomerado estelar globular que é demasiado ténue para Webb ver diretamente”, afirmou José Diego, do Instituto de Física de Cantabria, em Espanha, principal autor do artigo que detalha a descoberta. “Mas ainda não sabemos a verdadeira natureza desta lente adicional”,
O Yan et al. o artigo é aceito para publicação no The Astrophysical Journal. O Diego et al. o artigo foi publicado em Astronomy & Astrophysics.
Os dados Webb mostrados aqui foram obtidos como parte do programa PEARLS GTO 1176 .
O Telescópio Espacial James Webb é o principal observatório de ciências espaciais do mundo. Webb está resolvendo mistérios em nosso sistema solar, olhando além, para mundos distantes em torno de outras estrelas, e investigando as misteriosas estruturas e origens de nosso universo e nosso lugar nele. Webb é um programa internacional liderado pela NASA com os seus parceiros, a ESA (Agência Espacial Europeia) e a Agência Espacial Canadiana.
O Telescópio Espacial Hubble é um projeto de cooperação internacional entre a NASA e a ESA. O Goddard Space Flight Center da NASA em Greenbelt, Maryland, gerencia o telescópio. O Space Telescope Science Institute (STScI) em Baltimore, Maryland, conduz operações científicas do Hubble e do Webb. STScI é operado pela NASA pela Associação de Universidades para Pesquisa em Astronomia, em Washington, DC
Contatos de mídia
Laura Betz – laura.e.betz@nasa.gov , Claire Andreoli – claire.andreoli@nasa.gov Centro de Voo Espacial Goddard
da NASA , Greenbelt, Maryland.
Hannah Braun – hbraun@stsci.edu , Christine Pulliam – cpulliam@stsci.edi
Instituto de Ciências do Telescópio Espacial , Baltimore, Maryland.
Transferências
Baixe imagens em resolução total para este artigo do Space Telescope Science Institute.
Resultados da pesquisa: Yan et al. o artigo é aceito para publicação no The Astrophysical Journal.
Resultados da pesquisa: Diego et al. o artigo foi publicado em Astronomy & Astrophysics.
Informação relacionada
Noções básicas de galáxias – https://universe.nasa.gov/galaxies/basics/
Evolução das Galáxias – https://universe.nasa.gov/galaxies/evolution/
Notícias Webb – https://science.nasa.gov/mission/webb/latestnews/
Imagens Webb – https://science.nasa.gov/mission/webb/multimedia/images/
Página da missão Hubble – https://science.nasa.gov/mission/hubble
Notícias do Hubble – https://science.nasa.gov/mission/hubble/hubble-news/
Imagens do Hubble – https://science.nasa.gov/mission/hubble/multimedia/hubble-images/
Em espanhol
Para saber mais, acesse o link>
Fonte: NASA / Publicação 08/11/2023
https://www.nasa.gov/missions/webb/nasas-webb-hubble-combine-to-create-most-colorful-view-of-universe/
Web Science Academy; Hélio R.M.Cabral (Economista, Escritor e Divulgador de conteúdos da Astronomia, Astrofísica, Astrobiologia e Climatologia).Participou do curso (EAD) de Astrofísica, concluído em 2020, pela Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC).
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