As imagens sugerem a história do universo. Que as estrelas nascem. Eles dançam com os outros. Eles às vezes nutrem planetas. Eles envelhecem e depois morrem
Por Steve McKinley -Halifax Bureau
É chamado de “Penhascos Cósmicos” da Nebulosa Carina, que é objetivamente um nome muito melhor do que NGC 3324.
É um caldeirão borbulhante de nascimento de estrelas, um lugar onde gás quente e poeira, campos magnéticos e gravidade dançam e giram e, sob as condições certas, concebem.
Acima dos Penhascos Cósmicos, a radiação e os ventos estelares de novas estrelas atingem as montanhas de gás quente e poeira, causando o tipo de turbulência que muitas vezes resulta no nascimento de seus irmãos. Nos vales entre essas montanhas – nunca antes vistas pelos astrônomos – estão a progênie; as estrelas recém-nascidas e aquelas em processo de nascimento.
É, de fato, uma imagem de um berçário estelar, de estrelas e poeira estelar, de que todos somos feitos, se você ouvir os deGrasse Tysons e os Sagans deste mundo.
Essa imagem e outras quatro divulgadas na terça-feira são um testemunho das proezas astronômicas recém-reveladas do Telescópio Espacial James Webb (JWST), o mais poderoso até agora, 100 vezes mais poderoso que seu antecessor e o que os especialistas acreditam ser a chave para desvendar os mistérios da o universo como nunca antes. Sua imagem de estreia – uma visão de campo profundo de milhares de galáxias – foi divulgada na segunda-feira, quando funcionários da NASA informaram o presidente dos EUA, Joe Biden.
A imagem dos Penhascos Cósmicos da Nebulosa Carina é a mais espetacular, mas não pelas margens mais amplas.
Outro – Stephan’s Quintet – mostra, em detalhes requintados, um aglomerado de cinco galáxias, quatro movendo-se em sincronia gravitacional.
Menos fascinante, mas igualmente informativo para os astrônomos, o espectro de luz de um exoplaneta gigante gasoso WASP-96 b, a 1.150 anos-luz da Terra, mostra a presença de vapor de água em sua atmosfera.
Um olhar de campo profundo em uma parte dos céus celestes revela milhares de galáxias envelhecidas, algumas das quais a luz viaja em nossa direção por mais de 13 bilhões de anos.
E um retrato duplo da Nebulosa do Anel Sul nos conta a história de uma estrela moribunda, escrita como camadas geológicas nos anéis de material ejetado em sua agonia.
As imagens, coletivamente, sugerem a história do universo. Que as estrelas nascem. Eles dançam com os outros. Eles às vezes nutrem planetas, alguns dos quais, em graus variados, se assemelham ao nosso. Eles envelhecem. E então eles morrem.
É, nas palavras de René Doyon, diretor científico do JWST no Canadá, “a bela ponte entre ciência e arte”.
“Fiquei realmente surpreso e surpreso com a clareza das imagens”, disse Erik Rosolowsky, professor associado de física da Universidade de Alberta.
“A única coisa que está realmente clara é que o telescópio prometeu pouco e superou o desempenho científico.”
Há quase um ano Rosolowsky apresentou uma proposta para usar o telescópio Webb para fotografar a formação de estrelas nos braços espirais de uma galáxia distante, NGC 7496. Na quinta-feira, ele receberá seu primeiro lote de dados de observações do JWST, um dos primeiros pesquisadores a fazê-lo.
Ele disse que passou a maior parte da manhã do lançamento das imagens olhando para o Stephan’s Quintet, um agrupamento de cinco galáxias a cerca de 290 milhões de anos-luz da Terra.
“Tem uma bela dança de galáxias acontecendo lá”, disse ele.
Uma dessas galáxias – à esquerda na imagem – está em primeiro plano, cerca de sete vezes mais perto da Terra do que o resto. Os quatro restantes estão gravitacionalmente ligados uns aos outros.
Na imagem Webb, duas das galáxias estão no meio de uma colisão. À medida que dançam uma em direção à outra, a gravidade se estende, distorce e puxa gás, poeira e estrelas de uma para a outra, criando espirais e arcos de material arrancado da influência de cada galáxia para a outra.
“Aquele arco entre os dois onde o material foi arrancado de uma galáxia é basicamente uma onda de choque”, disse Rosolowsky. “Quando você tem esse grande e massivo voo de galáxia buzinando, isso perturba tudo.”
Tanto assim, disse ele, que os arcos avermelhados entre as galáxias em degraus são áreas de altas taxas de formação de estrelas.
Ele está igualmente fascinado com a visão de campo profundo do Webb de uma imagem mostrando milhares de galáxias a milhões e bilhões de anos-luz de distância.
Na superfície, o aglomerado de galáxias SMACS 0723 não é de interesse vital para os astrônomos. Mas o campo gravitacional que o aglomerado produz é. O efeito combinado da gravidade dessas galáxias dobra o espaço – e a luz que o atravessa – de tal forma que age como uma lente, ampliando os confins mais profundos do universo atrás dele.
Chama-se lente gravitacional e a luz de algumas das galáxias que permite ao telescópio observar viaja em nossa direção há mais de 13 bilhões de anos.
Muitos deles são fantasmas do passado distante do universo, sussurros fracos de estrelas há muito mortas e desaparecidas. Mas sua luz remanescente nos permite vislumbrar o universo em suas primeiras eras.
“Você olha para as fotos e pensa: ‘Ah, isso é muito legal.’ Mas então você meio que cai nelas e realmente começa a examinar os detalhes”, disse Rosolowsky. “Você continua indo mais longe nos detalhes e fica deslumbrado. Realmente são esses detalhes que são incríveis.”
Lisa Dang compara as imagens do Webb a colocar óculos pela primeira vez. Como Rosolowsky, ela passou boa parte da manhã olhando para a visão de campo profundo, maravilhando-se com detalhes que nunca poderiam ter sido realizados com o telescópio Hubble.
“Mil palavras em uma imagem”, ela chamou.
Mas seu campo de estudo são exoplanetas, e sua proposta aceita para o telescópio Webb envolveu o estudo do suspeito planeta de lava K2-141b, orbitando de perto uma estrela a cerca de 200 anos-luz de distância. A proximidade do planeta com sua estrela significa que é provável que ele tenha uma superfície de rocha derretida e uma atmosfera de vapor de rocha – o tipo de lugar onde pode chover rocha líquida e partículas de rocha de neve.
Onde os leigos olham para o espectrógrafo do Webb de WASP-96 b e veem pontos de dados e uma linha de melhor ajuste em um gráfico, Dang vê água.
Ou vapor de água, para ser mais preciso. O telescópio Webb analisa o espectro da luz da estrela de WASP-96 b ao passar pela atmosfera do planeta e fornece informações sobre a composição da atmosfera.
Dang diz que a coisa impressionante sobre o espectro WASP é que os dados são tão óbvios, que a linha tem “solavancos e oscilações”.
“Basicamente, é um código de barras para quaisquer componentes que estejam na atmosfera deste planeta”, disse ela. “A primeira coisa que vemos é essa água. E esperamos ver água porque é uma das coisas mais abundantes do mundo. É só que é a primeira vez que vemos isso com tanta precisão.”
E isso é um bom presságio para pesquisas futuras, incluindo a dela. Os cientistas do Webb já determinaram que haveria nuvens e neblina no exoplaneta. Quando os pesquisadores começarem a analisar o restante dos dados desse espectrógrafo, eles poderão determinar quantidades de vapor de água e até a presença de outros compostos químicos.
A imagem da Nebulosa do Anel Sul de Webb mostra um par de vistas da estrela moribunda em seu núcleo, capturadas em diferentes comprimentos de onda do infravermelho.
De particular interesse para os astrônomos é a capacidade de Webb de resolver as estrelas binárias no núcleo da nebulosa – algo que o Hubble nunca conseguiu fazer em suas imagens.
Ao redor de sua periferia há uma série de anéis de material ejetado pela estrela enquanto ela morre.
Ao serem capazes de estudar a estrela com esse tipo de detalhe, examinando os anéis de material, os astrônomos podem aprender não apenas sobre a maneira como essa estrela encontrou seu fim, mas também sobre a maneira como seu desaparecimento pode contribuir para a formação de futuras estrelas e planetas. .
“Este é o fim para esta estrela”, disse o cientista do projeto Webb Klaus Pontoppidan.
“Mas é um começo para outras estrelas e outros sistemas planetários. O carbono, o oxigênio e outros elementos que isso produz acabarão criando planetas em outro lugar e no futuro.
“Enquanto a estrela estava morrendo em seus últimos estertores, ela começa a tremer, ela pulsa. E então, no final disso – puf! – sai.
“Então, você pode ver o que a estrela fez pouco antes de criar esta nebulosa planetária. Acho fascinante porque são como camadas geológicas, e você pode ver a história de seus últimos momentos.”
Que as imagens do Webb sejam impressionantes para os leigos não é surpreendente. O que talvez seja extraordinário é o efeito que as imagens – e o longo caminho para essas imagens – tem até mesmo nos astrônomos mais experientes.
“Várias vezes nos últimos seis meses quase quebrei o maxilar com os dados que estava vendo”, disse Doyon durante um briefing da NASA.
Jane Rigby, cientista do projeto de operações Webb, disse que quando viu os dados do Webb começarem a chegar, ficou tonta, no início, depois tão feliz que foi ter “um choro feio”.
O que está claro é que os dados do telescópio Webb estão inaugurando uma nova era da astronomia, sondando as estrelas como nunca antes e aproximando os pesquisadores da compreensão do que aconteceu no universo, o que está acontecendo e o que acontece a seguir.
“O veículo do mundo para a exploração espacial mais profunda está aberto para negócios”, disse Eric Smith, cientista do programa Webb e cientista-chefe da Divisão de Astrofísica. “Todos a bordo.”
Aqui estão o que os cientistas capturaram e compartilharam com o mundo nas primeiras cinco imagens divulgadas do JWST:
A Nebulosa Carina
As nebulosas são os berçários estelares nos quais as estrelas nascem. Carina é uma das maiores e mais brilhantes do céu noturno, a aproximadamente 7.600 anos-luz de distância, na constelação de Carina, e abriga muitas estrelas várias vezes mais massivas que o nosso sol. É também o lar da estrela mais luminosa que conhecemos na Via Láctea – a estrela primária de WR25, um sistema estelar binário. É cerca de 2,4 milhões de vezes mais brilhante que o nosso sol.
WASP-96b
Este é um planeta gigante, principalmente gasoso, a cerca de 1.150 anos-luz da Terra. Tem cerca de metade da massa de Júpiter e orbita sua estrela a cada 3,4 dias. O JWST permitirá que os cientistas analisem a atmosfera do planeta, observando o espectro de luz de estrelas distantes que passam por ele.
Nebulosa do Anel Sul
Também chamada de Nebulosa “Oito Explosões”, é uma nuvem de gás em expansão que envolve uma estrela moribunda. Está a cerca de 2.500 anos-luz da Terra e tem cerca de meio ano-luz de diâmetro. Uma análise de alguns dos elementos presentes nas camadas externas da nebulosa pode nos dar uma pista de alguns dos processos envolvidos na formação de novos sistemas solares.
SMACS 0723
Esta é uma área onde a gravidade de um aglomerado de galáxias em primeiro plano distorce o espaço de tal forma que elas agem como uma lente, permitindo que os astrônomos tenham uma visão melhor de objetos em segundo plano, objetos que por causa de sua extrema distância, aparecem como fizeram nos primeiros dias do universo. O processo é chamado de lente gravitacional.
Quinteto de Stephan
Um agrupamento de cinco galáxias, a cerca de 290 milhões de anos-luz de distância, na constelação de Pégaso. Quatro das cinco galáxias estão gravitacionalmente ligadas entre si, resultando em uma série de encontros próximos. A quinta galáxia é na verdade uma galáxia em primeiro plano, cerca de sete vezes mais próxima da Terra do que o resto. O aglomerado foi identificado pela primeira vez em 1800 – tem sido estudado extensivamente desde então.
Texto publicado originalmente em Toronto Star
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