A cerca de 12 milhões de anos-luz da Terra, uma galáxia próxima chamada Messier 82 está formando estrelas rapidamente, e o Telescópio Espacial James Webb da NASA agora 16,5 milhões deles foram selecionados Essa contagem um por um não representa a população completa das galáxias. Esse é o número de estrelas individuais que a web consegue resolver numa única imagem profunda, e os astrónomos dizem que é uma pequena fração de todas as estrelas compactadas em M82, a maioria das quais são demasiado pequenas para serem registadas.
O que faz uma galáxia valer 65 horas em um dos telescópios mais procurados do mundo é a velocidade do que acontece lá dentro. M82, apelidada de Galáxia do Charuto devido ao seu perfil longo e fino, está formando estrelas cerca de dez vezes mais rápido que a Via Láctea. Essa insanidade tem uma data de validade embutida. Estima-se que a explosão dure apenas algumas centenas de milhões de anos do início ao fim, uma breve explosão no relógio de uma galáxia.
Por que Webb pode ver o que outros telescópios não conseguem
M82 foi fotografado muitas vezes, pelo Hubble e pelo aposentado telescópio Spitzer, entre outros. O problema é sempre a poeira. A galáxia está sufocada por ela, e essa poeira se espalha e absorve a luz visível, obscurecendo grande parte do que está por trás dela.
A teia opera em infravermelho, uma faixa de luz que atravessa a poeira com muita facilidade. de Câmera infravermelha próxima Um levantamento dedicado da galáxia coletou luz durante um total de 65 horas, que a equipe chamou de CIBOLA, e a combinação de longas exposições e sensibilidade infravermelha permitiu perfurar o plano empoeirado do disco e separar a luz em milhões de pontos separados. Cada uma é uma estrela, representada como um fino grão branco-azulado na imagem publicada.
“As estrelas que conseguimos resolver com Webb são incríveis”, disse Benjamin Williams, membro da equipe, da Universidade de Washington. “É completamente diferente do que conseguimos ver com outros telescópios.”
Que galáxia estelar
Uma galáxia starburst é aquela cujo gás se transforma em estrelas muito mais rápido do que uma galáxia normal do seu tamanho. M82 é o caso clássico, próximo o suficiente para ser estudado em detalhes e próximo o suficiente para mostrar o processo no volume máximo.
Isto é importante porque uma formação estelar tão intensa não consegue sustentar-se. Estrelas jovens massivas emitem radiação e, quando morrem como supernovas, expelem o gás circundante para fora. Impulsione esse processo com força suficiente e a galáxia começará a drenar o combustível necessário para continuar a produzir estrelas. Essa auto-disrupção já é visível no M82.
A galáxia está ejetando duas enormes plumas de material, uma acima do disco e outra abaixo, em formato de ampulheta. O diagrama de Webb mostra que as plumas estão em camadas. Mais perto do disco está o gás ionizado, e mais longe estão minúsculos grãos de poeira conhecidos como hidrocarbonetos aromáticos policíclicos, uma família de moléculas à base de carbono que os astrônomos usam para detectar o material fino nas estrelas.
A pista está escondida em um disco unilateral
Observe atentamente o disco na visualização da web e ele não é simétrico. Uma direção se estende mais longe que a outra, e essa distorção é uma pista para o passado da galáxia.
Os astrónomos esperam uma forma tão distorcida depois de uma galáxia ter tido um encontro próximo e violento com outra. Acredita-se que a formação estelar descontrolada de M82 tenha começado como resultado de tal fusão ou colisão próxima com uma galáxia vizinha. As marés de tal encontro canalizariam o gás em direção ao centro do M82 e acenderiam o fusível.
“M82 é uma bagunça, mas é uma bela bagunça. Não entendemos completamente o que está acontecendo, especialmente sobre sua história evolutiva”, disse o investigador principal Adam Smarcina, pesquisador do Hubble da NASA no Instituto de Ciência do Telescópio Espacial e professor assistente na Universidade Tufts. “O que poderia causar uma taxa tão elevada de formação de estrelas? Há quanto tempo esta galáxia tem puxado plumas de material para longe do seu centro?”
Essas questões ainda estão em aberto. A imagem da web dá aos astrônomos a solução de que precisam para começar a ler a história das galáxias, já que a idade e a distribuição das estrelas no disco servem como um registro de quando e onde ocorreu a formação estelar.
Quanto do M82 estamos realmente vendo?
O número de 16,5 milhões de estrelas é interessante e é fácil de ler como um número de galáxias. Não é. A NASA esclareceu quantas estrelas Webb consegue distinguir nesta imagem específica e que representa uma pequena fração de estrelas em galáxias como M82. A maioria é simplesmente muito fraca, muito lotada ou muito enterrada na poeira para ser distinguida, mesmo para Webb. A maneira correta de ler 16,5 milhões é estabelecer um limite mínimo para o que o telescópio pode resolver, não um censo de galáxias.
A comparação da “Via Láctea dez vezes maior” requer uma advertência semelhante. M82 é uma galáxia mais pequena e menos massiva que a Via Láctea, por isso a manchete não é que produz dez vezes mais estrelas no estado bruto numa estrutura comparável, mas que está a converter gás em estrelas a uma taxa extrema para o seu tamanho. Essa intensidade, em relação ao número de galáxias existentes, é o que a torna uma explosão estelar.
Os gatilhos das fusões e o tempo de vida de várias centenas de milhões de anos também são suposições informadas, e não fatos estabelecidos. O disco distorcido sugere fortemente uma interação passada, e a física do fluxo impulsionado pela supernova explica por que a explosão deve ser breve, mas a história exata é exatamente o que esta pesquisa foi projetada para reconstruir. O próprio enquadramento da NASA é que esta imagem é “apenas um conjunto de dados”. Os cientistas trabalharão com outros para juntar as peças da história. Aqui a surpresa é real; Está a apenas um passo cauteloso de uma conta encerrada.
Por que uma galáxia vale tanto tempo de telescópio?
Parte da resposta é a sorte da localização. M82 está suficientemente próximo para que Webb possa resolver as suas estrelas individuais, e suficientemente extremo para que os processos que conduzem a evolução da galáxia possam ser estudados. A maioria das galáxias estelares fica muito longe para isso.
“À primeira vista, o disco da galáxia pode parecer menos espetacular porque a teia olha através da poeira”, disse Eric Bell, membro da equipe, da Universidade de Michigan. Conta de trabalho universitário. “Mas M82 é um sistema deliciosamente complexo. As observações de Webb vão ajudar-nos a resolver alguns mistérios em curso, tais como a forma como a formação estelar mudou dentro de M82 ao longo dos últimos milhares de milhões de anos.”
A imagem inteira será obtida por vários telescópios. A imagem publicada é a estrela infravermelha de Webb e o mapa de luz visível do gás e poeira do Hubble, e a equipe espera incluir outras observações à medida que continuam sua análise.
“As galáxias são ecossistemas tão complexos que, se quisermos realmente compreendê-las, temos de reunir conjuntos de dados de diferentes missões,” afirma Kristen McQueen, membro da equipa do Space Telescope Science Institute. “Uma missão não pode responder completamente a todas as questões que temos sobre o M82. Combinar dados recolhidos por diferentes telescópios como o Webb e o Hubble é poderoso. Quando combinamos conjuntos de dados, expandimos o que podemos investigar e as questões que podemos colocar são mais complexas.”
Por enquanto, uma galáxia que passou décadas como um grão atrás de uma cortina de poeira tem 16,5 milhões de estrelas contadas, um ponto de luz de cada vez, o resto ainda esperando na neblina.
