Fases iniciais de tirar o fôlego da formação estelar capturadas pelo Telescópio Espacial James Webb

As capacidades de infravermelho médio do Telescópio Espacial Webb permitiram aos cientistas ver além das nuvens de gás e poeira para observar detalhes anteriormente obscurecidos em galáxias distantes.

Graças às poderosas capacidades do Telescópio Espacial James Webb, uma equipe de pesquisadores conseguiu ver as distantes galáxias espirais dentro delas pela primeira vez para estudar como elas se formam e como mudam com o tempo.

“Estamos estudando 19 dos isótopos mais próximos de nossa galáxia. Em nossa própria galáxia, não podemos fazer muitas dessas descobertas porque estamos presos dentro dela”, disse Eric Rosulowski, professor do Departamento de Física e Tecnologia da Universidade de Alberta. co-autor de um artigo recente — publicado em o[{” attribute=””>Astrophysical Journal Letters — analyzing data from the James Webb telescope.

Unlike previous observation tools, the telescope’s mid-infrared instrument can penetrate dust and gas clouds to provide critical information about how stars are forming in these galaxies, and consequently, how they are evolving.

“This is light that is longer wavelength and represents cooler objects than the light we see with our eyes,” says Rosolowsky.

“The infrared light is really key to tracing the cold and distant universe.”

James Webb Space Telescope artist concept. Credit: NASA

So far, the telescope has captured data from 15 of the 19 galaxies. Rosolowsky and Hamid Hassani, a PhD student and lead author on the paper, examined the infrared light emitted from dust grains at different wavelengths to help categorize what they were seeing, such as whether an image showcased regular stars, massive star-forming complexes or background galaxies.

“At 21 micrometers [the infrared wavelength used for the images collected]“Se você olhar para uma galáxia, verá todos os grãos de poeira sendo aquecidos pela luz das estrelas”, explica Hassani.

A partir das imagens coletadas, eles conseguiram determinar a idade das estrelas. Eles descobriram que estavam observando estrelas jovens que estavam “explodindo”.[ed] em cena praticamente imediatamente, muito mais rápido do que muitos modelos teriam previsto”, diz Rosulowski.

A idade daqueles [stellar] A população é muito jovem. Eles estão apenas começando a produzir novas estrelas e são realmente ativos na formação de estrelas.

Webb tem dois lados, divididos por um quebra-sol: um lado quente voltado para o Sol e a Terra, e um lado frio voltado para o espaço longe do Sol e da Terra. Os painéis solares, a antena de comunicação, o sistema de navegação e os sistemas eletrônicos estão localizados no lado quente voltado para o Sol e a Terra. Espelhos e instrumentos científicos muito sensíveis à radiação infravermelha estão no lado frio, onde são protegidos por um quebra-sol. Crédito: STScI

Os pesquisadores também descobriram uma estreita relação entre a massa das estrelas em uma região e o quão brilhantes elas são. “Acontece que esta era uma ótima maneira de encontrar estrelas de grande massa”, diz Rosulowski.

Rosolowsky chama as estrelas de grande massa de “estrelas do rock” porque elas “vivem rápido, morrem jovens e moldam a galáxia ao seu redor”. Ele explica que, à medida que se formam, liberam grandes quantidades de vento solar e bolhas de gás, o que impede a formação de estrelas naquela região específica, ao mesmo tempo em que move a galáxia e desencadeia a formação de estrelas em outras regiões.

“Descobrimos que isso é realmente a chave para a vida a longo prazo da galáxia, esse tipo de espuma volátil, porque evita que a galáxia gaste seu combustível muito rapidamente”, diz Rosulowski.

É um processo complexo, acrescenta Hassani, com cada nova formação estelar desempenhando um papel maior em como a galáxia muda ao longo do tempo.

“Se você tem formação estelar, essa galáxia ainda está ativa. Você tem muita poeira e gás e todas essas emissões da galáxia que estão estimulando a próxima geração de formação massiva de estrelas e mantendo a galáxia viva.”

Quanto mais imagens os cientistas documentarem desses processos, melhor poderão deduzir o que está acontecendo em galáxias distantes semelhantes à nossa. Em vez de olhar para apenas uma galáxia em profundidade, Rosulowski e Hassani querem criar o que Rosulowski chama de “atlas galáctico” ao tirar imagens usando o máximo de métodos possível.

“Ao reunir todos esses dados, ao criar este grande atlas, seremos capazes de mapear o que distingue uma única galáxia em relação aos recursos unificadores que compõem as galáxias como um todo”, diz Rosulowski.

Referência: “PHANGS-JWST First Results: 21 μM Compact Population Source” de Hamid Hassani, Eric Rosolosky, Adam K. , Melanie Schiffans, Daniel A. Dale, Oleg F. Egorov, Eric Emsselm, Christopher M. Weissey, Kathryn Gracha, Jaeun Kim, Ralph S. Karen M. Sandstrom, Eva Schinerer, David A. Thelker, Elizabeth J. Watkins, Bradley C. Whitmore e Thomas G. Williams, 16 de fevereiro de 2023, disponível aqui Cartas do Diário Astrofísico.
DOI: 10.3847/2041-8213/aca8ab

Seu artigo foi um dos 21 artigos sobre as descobertas preliminares da física em alta resolução angular na Near Galaxies Collaboration (PHANGS), publicado em uma edição especial com foco em Cartas do Diário Astrofísico.