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Um halo galáctico é uma coleção solta de estrelas que se estende de 15 a 20 vezes além do raio da parte mais brilhante da galáxia. Uma das poucas galáxias com um halo estelar bem estudado é nossa vizinha, Andrômeda, retratada aqui no gráfico. O halo estelar é ilustrado com brilho e densidade exagerados para mostrar o quão longe ele se estende. Quando o Telescópio Espacial Nancy Grace Roman for lançado, ele poderá usar seu amplo campo de visão para obter imagens abrangentes de muitos mais halos estelares de galáxias mais distantes.
NASA, J. Olmsted (STScI)
O Universo é um lugar dinâmico e em constante mudança, onde as galáxias estão dançando, se fundindo e mudando de aparência. Infelizmente, como essas mudanças levam milhões ou bilhões de anos, os telescópios só podem fornecer instantâneos, espremidos em uma vida humana.
No entanto, as galáxias deixam para trás pistas sobre sua história e como elas surgiram. O futuro Telescópio Espacial Nancy Grace Roman da NASA terá a capacidade de procurar por esses fósseis de formação de galáxias com imagens de alta resolução de galáxias no Universo próximo.
Astrônomos, por meio de uma bolsa da NASA, estão projetando um conjunto de observações possíveis chamado RINGS (Roman Infrared Nearby Galaxies Survey) que coletaria essas imagens notáveis, e a equipe está produzindo ferramentas disponíveis publicamente que a comunidade astronômica pode usar quando o Roman for lançado e começar a coletar dados. O levantamento RINGS é um conceito preliminar que pode ou não ser implementado durante a missão científica do Roman.
O Roman está especialmente preparado para o RINGS devido à sua resolução semelhante à do Telescópio Espacial Hubble da NASA e seu amplo campo de visão – 200 vezes maior que o do Hubble no infravermelho – tornando-o um telescópio de levantamento do céu que complementa as capacidades de campo estreito do Hubble.
Arqueólogos Galácticos
Os cientistas só podem olhar para breves instâncias nas vidas de galáxias em evolução que eventualmente levam às galáxias completamente formadas ao nosso redor hoje. Como resultado, a formação de galáxias pode ser difícil de rastrear.
Felizmente, as galáxias deixam para trás indícios de sua evolução em suas estruturas estelares, quase como organismos na Terra podem deixar marcas em rochas. Esses “fósseis” galácticos são grupos de estrelas antigas que guardam a história da formação e evolução da galáxia, incluindo a química da galáxia quando essas estrelas se formaram.
Esses fósseis cósmicos são de particular interesse para Robyn Sanderson, a vice-investigadora principal do RINGS na Universidade da Pensilvânia, na Filadélfia. Ela descreve o processo de análise de estruturas estelares em galáxias como “como passar por uma escavação e tentar separar ossos e juntá-los novamente”.
A alta resolução de Roman permitirá que os cientistas selecionem esses fósseis galácticos, usando estruturas que vão desde longas caudas de maré nos arredores de uma galáxia até fluxos estelares dentro da galáxia. Essas estruturas em larga escala, que Roman é excepcionalmente capaz de capturar, podem dar pistas sobre a história de fusão de uma galáxia. O objetivo, diz Sanderson, é “remontar esses fósseis para olhar para trás no tempo e entender como essas galáxias surgiram”.
Lançando luz sobre a matéria escura
O RINGS também permitirá investigações adicionais de uma das substâncias mais misteriosas do Universo: a matéria escura, uma forma invisível de matéria que compõe a maior parte da massa de uma galáxia. Uma classe particularmente útil de objetos para testar teorias de matéria escura são as galáxias anãs ultrafracas. De acordo com Raja GuhaThakurta da Universidade da Califórnia, Santa Cruz, “Galáxias anãs ultrafracas são tão dominadas pela matéria escura que têm muito pouca matéria normal para a formação de estrelas. Com tão poucas estrelas sendo criadas, galáxias ultrafracas podem ser vistas essencialmente como bolhas puras de matéria escura para estudar”.
Roman, graças ao seu grande campo de visão e alta resolução, observará essas galáxias ultra-fracas para ajudar a testar múltiplas teorias de matéria escura. Com esses novos dados, a comunidade astronômica chegará mais perto de encontrar a verdade sobre essa matéria escura não observável que supera amplamente a matéria visível: a matéria escura compõe cerca de 80% da matéria do Universo, enquanto a matéria normal compreende os 20% restantes.
Galáxias ultra-fracas estão longe de ser o único teste de matéria escura. Muitas vezes, basta olhar no quintal de uma galáxia de tamanho médio. Estruturas no halo de estrelas ao redor de uma galáxia geralmente dão dicas sobre a quantidade de matéria escura presente. No entanto, devido ao tamanho dos halos galácticos (eles geralmente são 15-20 vezes maiores que a própria galáxia), os telescópios atuais são profundamente ineficientes em observá-los.
No momento, os únicos halos galácticos totalmente resolvidos que os cientistas têm para prosseguir são nossa própria Via Láctea e Andrômeda, nossa galáxia vizinha. Ben Williams, o principal investigador do RINGS na Universidade de Washington em Seattle, descreve como o poder de Roman corrigirá esse problema: "Só temos medições confiáveis da Via Láctea e Andrômeda, porque elas são próximas o suficiente para que possamos obter medições de um grande número de estrelas distribuídas em seus halos estelares. Então, com Roman, de repente teremos 100 ou mais dessas galáxias totalmente resolvidas".
Quando Roman for lançado em maio de 2027, espera-se que altere fundamentalmente a forma como os cientistas entendem as galáxias. No processo, ele lançará alguma luz sobre nossa própria galáxia. A Via Láctea é fácil de estudar de perto, mas não temos um bastão de selfie grande o suficiente para tirar uma foto de toda a nossa galáxia e seu halo ao redor. O RINGS mostra do que Roman é capaz se tal pesquisa for aprovada. Ao estudar o Universo próximo, o RINGS pode examinar galáxias semelhantes em tamanho e idade à Via Láctea e lançar luz sobre como viemos a estar aqui.
O Telescópio Espacial Nancy Grace Roman é gerenciado no Goddard Space Flight Center da NASA em Greenbelt, Maryland, com a participação do Jet Propulsion Laboratory da NASA e Caltech/IPAC no sul da Califórnia, o Space Telescope Science Institute em Baltimore e uma equipe científica composta por cientistas de várias instituições de pesquisa. Os principais parceiros industriais são a BAE Systems, Inc em Boulder, Colorado; L3Harris Technologies em Rochester, Nova York; e a Teledyne Scientific & Imaging em Thousand Oaks, Califórnia.
Por Patt Molinari
Instituto de Ciências do Telescópio Espacial, Baltimore, Maryland.
Contato com a mídia:
Claire Andreoli
Instituto de Ciências do Telescópio Espacial Ann Jenkins
, Baltimore, Maryland.
Instituto de Ciências do Telescópio Espacial Christine Pulliam
, Baltimore, Maryland.
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Fonte: NASA / Ashley Balzer
/ Publicaçâo 29/08/2024
https://www.nasa.gov/missions/roman-space-telescope/nasas-roman-space-telescope-to-investigate-galactic-fossils/
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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).
Autor do livro: “Conhecendo o Sol e outras Estrelas” e "Conhecendo a Energia produzida no Sol".
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.
>Autor de cinco livros, que estão sendo vendidos nas livrarias Amazon, Book Mundo e outras.
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