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Os astrônomos levaram poucos dias para extrair informações da primeira imagem pública do JWST, que mostra um enorme aglomerado de galáxias chamado SMACS 0723 e muitas galáxias mais distantes por trás dele.
A primeira imagem contém o nascimento de estrelas passado e recente de um aglomerado de galáxias em galáxias mais remotas.
Massimo Pascale não estava planejando estudar o aglomerado de galáxias SMACS 0723. Mas assim que viu o aglomerado brilhando na primeira imagem do Telescópio Espacial James Webb, ou JWST, ele e seus colegas não conseguiram se conter.
“Estávamos tipo, temos que fazer alguma coisa”, diz Pascale, astrônomo da Universidade da Califórnia, Berkeley. “Não podemos deixar de analisar esses dados. Foi tão emocionante.”
A equipe de Pascale é um dos vários grupos de cientistas que viram as primeiras imagens do JWST e imediatamente arregaçaram as mangas. Nos primeiros dias após a divulgação das imagens e dos dados usados para criá-las, os cientistas estimaram a quantidade de massa que o aglomerado contém, descobriram um incidente violento no passado recente do aglomerado e estimaram as idades das estrelas em galáxias muito além da Terra. próprio aglomerado.
“Estamos nos preparando para isso há muito tempo. Eu mesmo me preparo há anos e não sou muito velho”, diz Pascale, que está no quarto ano de pós-graduação. O JWST “realmente vai definir uma nova geração de astrônomos e uma nova geração de ciência como um todo”.
Colisão de cluster
Quando a imagem do SMACS 0723 foi divulgada em um briefing da Casa Branca em 11 de julho, a maior parte do foco foi para galáxias extremamente distantes ao fundo ( SN: 7/11/22 ). Mas bem no meio da imagem está o próprio SMACS 0723, um aglomerado de galáxias muito mais próximo a cerca de 4,6 bilhões de anos-luz da Terra. Sua massa desvia a luz ainda mais longe, fazendo com que objetos mais distantes pareçam ampliados, como se sua luz tivesse viajado através da lente de outro telescópio de tamanho cósmico.
A luz da galáxia mais distante nesta imagem começou sua jornada para JWST cerca de 13,3 bilhões de anos atrás – “quase no alvorecer do universo”, diz o astrofísico Guillaume Mahler, da Universidade de Durham, na Inglaterra, que já está usando a imagem como seu Zoom. fundo.
Mas a imagem também pode preencher a história do próprio aglomerado de galáxias interveniente. “As pessoas às vezes esquecem disso – o aglomerado de galáxias também é muito importante”, diz Pascale.
As equipes de Pascale e Mahler começaram fazendo um inventário das galáxias distantes que aparecem esticadas e distorcidas na imagem. A luz de algumas dessas galáxias é distorcida de tal forma que várias imagens da mesma galáxia aparecem em lugares diferentes. Mapear essas galáxias com imagens múltiplas é uma sonda sensível da forma como a massa está espalhada ao redor do aglomerado. Isso, por sua vez, pode revelar onde o aglomerado contém matéria escura , a substância invisível e misteriosa que compõe a maior parte da massa do universo ( SN: 9/10/20 ).
Ambas as equipes descobriram que o SMACS 0723 é mais alongado do que parecia em observações anteriores. Eles também encontraram um brilho fraco, chamado luz intraaglomerado, dentro do aglomerado de estrelas que não pertencem a nenhuma galáxia em particular. Juntos, esses recursos sugerem que o SMACS 0723 ainda está se recuperando de um choque relativamente recente com outro aglomerado de galáxias, relatam as equipes separadamente em um par de artigos enviados ao arXiv.org em 14 de julho.
Um aglomerado de galáxias que está sozinho por eras deve ter uma distribuição mais redonda de matéria e luz intraaglomerado, em vez da forma oblonga do SMACS 0723. As estrelas que emitem a luz intraaglomerado provavelmente foram arrancadas de suas galáxias por forças gravitacionais durante a colisão.
“Dois clusters separados se fundiram, e parece-nos que ainda não está totalmente resolvido”, diz Pascale. “O que podemos estar vendo é uma fusão em andamento”.
Três exemplos de galáxias com imagens múltiplas – marcadas com setas brancas, vermelhas e amarelas – surgiram desta pequena região da primeira imagem JWST. A gravidade de um aglomerado de galáxias em primeiro plano distorceu a luz dessas galáxias, fazendo-as aparecer em pelo menos dois lugares ao mesmo tempo.
REPRODUZIDO DE M. PASCALE ET AL /ARXIV.ORG 2022
Galáxias distantes
Mapear a massa no aglomerado também é essencial para decodificar as propriedades das galáxias mais distantes no fundo da imagem, diz Mahler. “Você precisa entender o cluster e seu poder de ampliação para entender o que está por trás”.
Alguns cientistas já estão investigando essas galáxias distantes em detalhes. Os primeiros dados do JWST incluem não apenas imagens bonitas, mas também espectros, medições de quanta luz um objeto emite em vários comprimentos de onda. Os espectros permitem que os cientistas determinem o quanto a luz de um objeto distante foi esticada – ou desviada para o vermelho – pela expansão do universo , que é um proxy de sua distância. Esses dados também podem ajudar a revelar a composição de uma galáxia e as idades de suas estrelas.
“A principal coisa que limita o estudo da formação de estrelas em galáxias é a qualidade dos dados”, diz o astrofísico Adam Carnall, da Universidade de Edimburgo. Mas com os dados amplamente melhorados do JWST, diz ele, ele e sua equipe foram capazes de medir as idades das estrelas nessas galáxias remotas.
Carnall e seus colegas voltaram sua atenção para os espectros das galáxias distantes apenas alguns dias após a divulgação da imagem do SMACS. Eles mediram os desvios para o vermelho de 10 galáxias, cinco das quais eram particularmente distantes , relata a equipe em um artigo enviado ao arXiv.org em 18 de julho. Uma já havia sido destacada como a galáxia mais distante já vista, com luz emitida a apenas 500 milhões de anos após o Big Bang 13,8 bilhões de anos atrás. Os outros quatro brilharam até 1,1 bilhão de anos após o Big Bang.
Todas as 10 galáxias eram relativamente jovens quando emitiram a luz capturada pelo JWST, diz Carnall. Todos eles haviam ligado sua formação estelar apenas alguns milhões de anos antes. Isso não é especialmente surpreendente, mas é interessante.
“A capacidade de olhar para essas galáxias pequenas e fracas… dá uma noção de como todas as galáxias devem parecer quando começam a formar estrelas”, diz Carnall.
Os cientistas esperam usar o JWST para encontrar os primeiros casos de formação estelar de todos os tempos. Outros resultados iniciais sugerem que eles já estão chegando perto.
Algumas galáxias em uma imagem JWST de outro aglomerado podem ser de uma época ainda anterior , 300 milhões de anos após o Big Bang, relatam duas equipes de pesquisa em um par de artigos submetidos ao arXiv.org em 19 de julho. Uma dessas galáxias parece já ter construído um disco espiral com cerca de um bilhão de vezes a massa do Sol, que é surpreendentemente maduro para uma galáxia tão primitiva.
E uma contagem de galáxias vistas na imagem SMACS 0723 sugere que galáxias com discos maduros , em vez de bolhas desorganizadas ou compostas principalmente de matéria escura, podem ter sido mais comuns no universo inicial do que se pensava anteriormente, relata outra equipe em um Documento do arXiv.org submetido em 19 de julho. Isso significa que esses primeiros discos podem não ser discrepantes.
“Definitivamente, essas galáxias são um grande negócio, mas resta ver o quão empolgantes elas parecerão no contexto de alguns meses de progresso com o JWST”, diz Carnall. O melhor está por vir.
Fonte: Science News / Por
https://www.sciencenews.org/article/james-webb-space-telescope-first-image-galaxy-stars-data
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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).
Autor do livro: “Conhecendo o Sol e outras Estrelas”.
Acompanha e divulga os conteúdos científicos da NASA (National Aeronautics and Space Administration), ESA (European Space Agency) e outras organizações científicas e tecnológicas.
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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