Exploração EspacialJames Webb

James Webb da NASA revela que galáxia distorcida forma ponto de interrogação cósmico

O universo
Por O universo
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Já se passaram 7 bilhões de anos, e o auge da formação de estrelas do universo está começando a desacelerar. Como seria a aparência da nossa galáxia Via Láctea naquela época? Astrônomos usando o Telescópio Espacial James Webb da NASA encontraram pistas na forma de um ponto de interrogação cósmico, o resultado de um raro alinhamento através de anos-luz de espaço.

“Sabemos de apenas três ou quatro ocorrências de configurações de lentes gravitacionais semelhantes no universo observável, o que torna esta descoberta emocionante, pois demonstra o poder do Webb e sugere que talvez agora encontremos mais delas”, disse o astrônomo Guillaume Desprez, da Saint Mary’s University em Halifax, Nova Escócia, um membro da equipe que apresentou os resultados do Webb.

Imagem A: Ponto de interrogação com lente (NIRCam)

Em meio a um campo de galáxias, uma galáxia vermelha repetida e alongada forma uma forma como o topo de um ponto de interrogação, com outra galáxia posicionada como o ponto do ponto de interrogação. Em cada ocorrência, outra galáxia branca e aglomerada com uma forma circular geral aparece empoleirada no topo da galáxia vermelha. Uma galáxia muito brilhante em primeiro plano aparece à direita da curva inferior da forma do ponto de interrogação. No canto inferior direito, entre outras galáxias, outra ocorrência do par de galáxias aparece, não afiliada à forma do ponto de interrogação.
O aglomerado de galáxias MACS-J0417.5-1154 é tão massivo que está deformando o tecido do espaço-tempo e distorcendo a aparência das galáxias atrás dele, um efeito conhecido como lente gravitacional. Esse fenômeno natural amplia galáxias distantes e também pode fazê-las aparecer em uma imagem várias vezes, como o Telescópio Espacial James Webb da NASA viu aqui. Duas galáxias distantes e interativas — uma espiral de frente e uma galáxia vermelha empoeirada vista de lado — aparecem várias vezes, traçando uma forma familiar no céu. A formação estelar ativa e a forma espiral notavelmente intacta da galáxia de frente indicam que a interação dessas galáxias está apenas começando.
NASA, ESA, CSA, STScI, V. Estrada-Carpenter (Universidade de Saint Mary).

Embora essa região tenha sido observada anteriormente com o Telescópio Espacial Hubble da NASA , a galáxia vermelha empoeirada que forma o intrigante formato de ponto de interrogação só apareceu com Webb. Isso é resultado dos comprimentos de onda da luz que o Hubble detecta ficarem presos na poeira cósmica, enquanto comprimentos de onda maiores de luz infravermelha conseguem passar e ser detectados pelos instrumentos de Webb.

Os astrônomos usaram ambos os telescópios para observar o aglomerado de galáxias MACS-J0417.5-1154, que age como uma lupa porque o aglomerado é tão massivo que distorce o tecido do espaço-tempo. Isso permite que os astrônomos vejam detalhes aprimorados em galáxias muito mais distantes atrás do aglomerado. No entanto, os mesmos efeitos gravitacionais que ampliam as galáxias também causam distorção, resultando em galáxias que parecem borradas no céu em arcos e até mesmo aparecem várias vezes. Essas ilusões ópticas no espaço são chamadas de lentes gravitacionais.

A galáxia vermelha revelada por Webb, junto com uma galáxia espiral com a qual ela está interagindo e que foi detectada anteriormente pelo Hubble, estão sendo ampliadas e distorcidas de uma forma incomum, o que requer um alinhamento particular e raro entre as galáxias distantes, a lente e o observador — algo que os astrônomos chamam de lente gravitacional umbilical hiperbólica. Isso explica as cinco imagens do par de galáxias vistas na imagem de Webb, quatro das quais traçam o topo do ponto de interrogação. O ponto do ponto de interrogação é uma galáxia não relacionada que por acaso está no lugar e no espaço-tempo certos, da nossa perspectiva.

Imagem B: Hubble e Webb lado a lado

Hubble, Visão do Hubble: A mesma região do espaço em imagens lado a lado. A imagem da esquerda é rotulada como “Hubble” e as galáxias mostradas têm um tom amarelo geral e névoa. A imagem da direita é rotulada como “Webb”. No centro dessa imagem, várias imagens de uma galáxia vermelha alongada para uma forma como o topo de um ponto de interrogação. Em comparação, fica claro que algumas das características que criam a forma do ponto de interrogação estão presentes na imagem da esquerda também, mas provavelmente não seriam notadas se essa imagem estivesse sozinha. A imagem da direita é mais colorida e definida do que a imagem da esquerda, com tons de branco, vermelho e um pouco de azul.
Webb, Webb View: A mesma região do espaço em imagens lado a lado. A imagem da esquerda é rotulada como “Hubble” e as galáxias mostradas têm um tom amarelo geral e névoa. A imagem da direita é rotulada como “Webb”. No centro dessa imagem, várias imagens de uma galáxia vermelha alongada para uma forma como o topo de um ponto de interrogação. Em comparação, fica claro que algumas das características que criam a forma do ponto de interrogação estão presentes na imagem da esquerda também, mas provavelmente não seriam notadas se essa imagem estivesse sozinha. A imagem da direita é mais colorida e definida do que a imagem da esquerda, com tons de branco, vermelho e um pouco de azul.

Hubble e Webb

Aglomerado de galáxias MACS-J0417.5-1154

Além de produzir um estudo de caso da capacidade do instrumento Webb NIRISS (Near-Infrared Imager and Slitless Spectrograph) de detectar locais de formação de estrelas em uma galáxia a bilhões de anos-luz de distância, a equipe de pesquisa também não resistiu em destacar o formato de ponto de interrogação. “Isso é simplesmente legal. Imagens incríveis como essa são o motivo pelo qual entrei na astronomia quando era jovem”, disse o astrônomo Marcin Sawicki da Saint Mary’s University, um dos principais pesquisadores da equipe.

“Saber quando, onde e como a formação de estrelas ocorre dentro das galáxias é crucial para entender como as galáxias evoluíram ao longo da história do universo”, disse o astrônomo Vicente Estrada-Carpenter da Saint Mary’s University, que usou os dados ultravioleta do Hubble e infravermelho do Webb para mostrar onde novas estrelas estão se formando nas galáxias. Os resultados mostram que a formação de estrelas é generalizada em ambas. Os dados espectrais também confirmaram que a galáxia empoeirada recém-descoberta está localizada na mesma distância que a galáxia espiral de frente, e elas provavelmente estão começando a interagir.

“Ambas as galáxias no Par de Pontos de Interrogação mostram formação estelar ativa em várias regiões compactas, provavelmente um resultado do gás das duas galáxias colidindo”, disse Estrada-Carpenter. “No entanto, a forma de nenhuma das galáxias parece muito interrompida, então provavelmente estamos vendo o início de sua interação uma com a outra.”

“Essas galáxias, vistas bilhões de anos atrás quando a formação de estrelas estava no auge, são similares à massa que a Via Láctea teria naquela época. Webb está nos permitindo estudar como teriam sido os anos da adolescência da nossa própria galáxia”, disse Sawicki.

As imagens e espectros de Webb nesta pesquisa vieram do Canadian NIRISS Unbiased Cluster Survey (CANUCS). O artigo de pesquisa é publicado no Monthly Notices of the Royal Astronomical Society .

Imagem C: Campo amplo – Ponto de interrogação com lente (NIRCam)

No centro de um campo de muitas galáxias coloridas, três galáxias vermelhas alongadas se curvam para aproximar o formato do topo de um ponto de interrogação. Outra galáxia avermelhada aparece na posição correta para ser o ponto do ponto de interrogação. Uma galáxia oval branca brilhante em primeiro plano atrai o olhar de sua posição bem ao lado do formato do ponto de interrogação.
Visão de Campo Amplo: O aglomerado de galáxias MACS-J0417.5-1154 é tão massivo que está deformando o tecido do espaço-tempo e distorcendo a aparência das galáxias atrás dele, um efeito conhecido como lente gravitacional. Esse fenômeno natural amplia galáxias distantes e também pode fazê-las aparecer em uma imagem várias vezes, como o Telescópio Espacial James Webb da NASA viu aqui. Duas galáxias distantes e interativas — uma espiral de frente e uma galáxia vermelha empoeirada vista de lado — aparecem várias vezes, traçando uma forma familiar no céu. A formação estelar ativa e a forma espiral notavelmente intacta da galáxia de frente indicam que a interação dessas galáxias está apenas começando.
NASA, ESA, CSA, STScI, V. Estrada-Carpenter (Universidade de Saint Mary).

O Telescópio Espacial James Webb é o principal observatório de ciência espacial do mundo. Webb está resolvendo mistérios em nosso sistema solar, olhando além para mundos distantes ao redor de outras estrelas e sondando as misteriosas estruturas e origens do nosso universo e nosso lugar nele. Webb é um programa internacional liderado pela NASA com seus parceiros, ESA (Agência Espacial Europeia) e CSA (Agência Espacial Canadense).

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