Telescópio Webb está nos dando uma nova visão impressionante desta galáxia anã solitária

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A galáxia Wolf-Lundmark-Melotte com a imagem obtida pelo Telescópio de Levantamento do VLT. (Créditos: OES)

Traduzido por Julio Batista
Original de Matt Williams para Universe Today

O programa Early Release Science (ERS) do Telescópio Espacial James Webb – lançado pela primeira vez em 12 de julho de 2022 – provou ser um tesouro de descobertas científicas.

Dentre as diversas áreas de pesquisa que está viabilizando, destaca-se o estudo de Populações Estelares Solucionadas (PES), que foi objeto da ERS 1334.

Isso se refere a grandes grupos de estrelas próximos o suficiente para que estrelas individuais possam ser discernidas, mas distantes o suficiente para que os telescópios possam capturar muitas delas ao mesmo tempo. Um bom exemplo é a galáxia anã Wolf-Lundmark-Melotte (WLM), vizinha da Via Láctea.

Kristen McQuinn, professora assistente de astrofísica na Universidade Rutgers, é uma das principais cientistas do programa ERS do Webb, cujo trabalho é focado em PES. Recentemente, ela conversou com Natasha Piro, especialista sênior em comunicações da NASA, sobre como o JWST permitiu novos estudos da WLM.

As observações aprimoradas do Webb revelaram que esta galáxia não interagiu com outras galáxias no passado.

De acordo com McQuinn, isso o torna um ótimo candidato para os astrônomos testarem teorias de formação e evolução de galáxias. Aqui estão os destaques dessa entrevista.

Em relação ao WLM

A WLM está a cerca de 3 milhões de anos-luz da Terra, o que significa que está bastante próxima (em termos astronômicos) da Via Láctea. No entanto, também é relativamente isolada, levando os astrônomos a concluir que não interagiu com outros sistemas no passado.

Quando os astrônomos observaram outras galáxias anãs próximas, notaram que elas estão tipicamente emaranhadas com a Via Láctea, indicando que estão em processo de fusão.

Isso as tornam mais difíceis de estudar, pois sua população de estrelas e nuvens de gás não pode ser totalmente distinguida da nossa.

Outra coisa importante sobre a WLM é que ela é pobre em termos de elementos mais pesados ​​que o hidrogênio e o hélio (que eram muito prevalentes no início do Universo). Elementos como carbono, oxigênio, silício e ferro foram formados nos núcleos das primeiras estrelas da população e foram dispersos quando essas estrelas explodiram em supernovas.

No caso da WLM, que experimentou a formação de estrelas ao longo de sua história, a força dessas explosões soprou para longe esses elementos ao longo do tempo. Este processo é conhecido como “ventos galácticos” e foi observado em galáxias pequenas e de baixa massa.

Imagens do JWST

As novas imagens Webb fornecem a visão mais clara do WLM já vista. Anteriormente, a galáxia anã foi fotografada pela Infrared Array Camera (IAC) no Telescópio Espacial Spitzer (SST).

Eles forneceram resolução limitada em comparação com as imagens Webb, que podem ser vistas na comparação lado a lado (mostrada abaixo).

Uma região da galáxia anã Wolf-Lundmark-Melotte (WLM) capturada pela Infrared Array Camera do Telescópio Espacial Spitzer (esquerda) e pela Câmera em Infravermelho Próximo (NIRCam) do Telescópio Espacial James Webb (direita). (Créditos: NASA, ESA, CSA, IPAC, Kristen McQuinn (RU)/Zolt G. Levay (STScI), Alyssa Pagan (STScI))

Como você pode ver, a ótica infravermelha do Webb e o conjunto avançado de instrumentos fornecem uma visão muito mais profunda que permite diferenciar estrelas e outras características individuais. Como McQuinn descreveu:

“Podemos ver uma miríade de estrelas individuais de diferentes cores, tamanhos, temperaturas, idades e estágios de evolução; nuvens interessantes de gás nebular dentro da galáxia; estrelas em primeiro plano com picos de difração de Webb; e galáxias de fundo com características nítidas como caudas de maré. É realmente uma imagem linda.”

O Programa ERS

Como explicou McQuinn, o principal foco científico do ERS 1334 é aproveitar a experiência anterior desenvolvida com Spitzer, Hubble e outros telescópios espaciais para aprender mais sobre a história da formação de estrelas nas galáxias.

Especificamente, eles estão realizando imagens profundas de várias faixas de três sistemas estelares resolvidos dentro de um Megaparsec (~3.260 anos-luz) da Terra usando a câmera infravermelha da Webb (NIRCam) e o espectrógrafo sem abertura de imagem infravermelha (NIRISS).

Estes incluem o aglomerado globular M92, a galáxia anã ultra-difusas Draco II e a galáxia anã WLM formadora de estrelas.

A população de estrelas de baixa massa na WLM a torna especialmente interessante, uma vez que têm vida longa, o que significa que algumas das estrelas vistas hoje podem ter se formado durante o início do Universo.

“Ao determinar as propriedades dessas estrelas de baixa massa (como suas idades), podemos obter informações sobre o que estava acontecendo no passado muito distante”, disse McQuinn.

“É muito complementar ao que aprendemos sobre a formação inicial de galáxias observando sistemas de alto desvio para o vermelho, onde vemos as galáxias como existiam quando se formaram”.

Outro objetivo é usar a galáxia anã WLM para calibrar o JWST para garantir que ele possa medir o brilho das estrelas com extrema precisão, o que permitirá aos astrônomos testar modelos de evolução estelar no infravermelho próximo.

McQuinn e seus colegas também estão desenvolvendo e testando um software aberto para medir o brilho de estrelas resolvidas fotografadas com o NIRCam, que será disponibilizado ao público.

Os resultados de seu projeto ESR serão divulgados antes da Chamada de Propostas do Ciclo 2 (27 de janeiro de 2023).

O Telescópio Espacial James Webb está no espaço há menos de um ano, mas já provou ser inestimável. As visões de tirar o fôlego do cosmos que ele forneceu incluem imagens de campo profundo, observações extremamente precisas de galáxias e nebulosas e espectros detalhados de atmosferas de planetas extra-solares.

Os avanços científicos que ela já permitiu não foram nada menos do que inovadores. Antes que sua missão planejada de 10 anos termine (que pode ser estendida para 20), alguns avanços de mudança de paradigma são esperados.