Galáxia JWST cheia de brilho resolve um mistério cósmico de longa data
A maioria dos aglomerados globulares parece formar suas estrelas de uma só vez, mas há exceções. O JWST acabou de observar como acontecem as 'segundas formações'.- A primeira imagem científica já divulgada pelo JWST, do aglomerado de lentes gravitacionais SMACS 0723, ainda representa uma das nossas visões mais profundas do Universo.
- Uma galáxia com lentes aparece três vezes: a Sparkler, cuja luz chega até nós há 9,2 bilhões de anos. É brilhante, ampliado e formando estrelas por toda parte.
- Dentro de uma de suas imagens estão detalhes que nunca vimos antes, o que pode resolver um dos quebra-cabeças mais antigos sobre aglomerados globulares no Universo.
Mais de meio ano desde sua primeira imagem científica foi lançada , os dados do JWST continuam a nos educar.
Esta visão lado a lado do aglomerado de galáxias SMACS 0723 mostra as visualizações MIRI (esquerda) e NIRCam (direita) desta região do JWST. Observe que, embora haja um aglomerado de galáxias brilhante no centro da imagem, os objetos mais interessantes são gravitacionalmente ampliados, distorcidos e ampliados pelo próprio aglomerado, e estão localizados muito mais distantes do que o próprio aglomerado, incluindo a galáxia “brilhante” destacada nas imagens subsequentes.Atrás do aglomerado de galáxias SMACS 0723 encontra-se uma série de galáxias iluminadas, ampliadas e com lentes gravitacionais.
Esta composição de imagem quase perfeitamente alinhada mostra a primeira visão de campo profundo do JWST do núcleo do cluster SMACS 0723 e a contrasta com a visão mais antiga do Hubble. Observar os detalhes da imagem que estão ausentes nos dados do Hubble, mas presentes nos dados do JWST, nos mostra quanto potencial de descoberta aguarda os cientistas que trabalham com o JWST.Uma dessas galáxias - o Sparkler — aparece três vezes independentes.
Esta visão NIRCam de uma seleção da região graviacionalmente ampliada ao redor do aglomerado de galáxias SMACS 0723 contém múltiplas galáxias ampliadas, incluindo a galáxia Sparkler que apareceu três vezes, destacada aqui. Os “brilhantes” foram identificados como nós de gás formadores de estrelas que aparecem no topo de aglomerados globulares já existentes.Mesmo o instrumento de infravermelho médio (MIRI) capturou três vezes.
Esta visão de infravermelho médio (MIRI) da região central do aglomerado de galáxias SMACS 0723, obtida com o JWST, revela três imagens separadas da galáxia “Sparkler”. Embora os próprios brilhos não sejam visíveis na luz infravermelha média com os níveis atuais de tempo de exposição, os dados do MIRI ajudam a revelar as propriedades gerais da galáxia de formação estelar ativa, cuja luz chega até nós há 9,2 bilhões de anos.Os “brilhos” vistos ao longo dele, embora visualmente notáveis, são cientificamente inestimáveis.
O artigo científico que primeiro analisou a luz da galáxia Sparkler e apresentou a ideia de que esses “brilhantes” eram aglomerados globulares passando por uma segunda explosão de formação estelar, destaca as três imagens da galáxia Sparkler em detalhes aqui.Esses “nós” de formação de estrelas correspondem a aglomerados globulares: onde mais de 100.000 estrelas se formam localmente, todas de uma vez.
Este aglomerado globular de aparência impressionante não pertence à Via Láctea, mas sim à galáxia anã WLM localizada a aproximadamente 3,04 milhões de anos-luz de distância. É extremamente pobre em metais, mas por algum motivo é o único aglomerado globular conhecido que pertence ao WLM. A maioria dos aglomerados globulares só são visíveis quando estão próximos: depois de não terem formado nenhuma nova estrela em bilhões de anos. Mas, graças ao JWST e às lentes gravitacionais, temos a oportunidade de ver os globulares como eram quando estavam formando estrelas ativamente: nem todos pela primeira e única vez.Só que, quando vistos em detalhes, esses nós possuem populações estelares já com bilhões de anos.
Só somos capazes de identificar estrelas individuais dentro dos aglomerados globulares mais próximos, como Messier 71, mostrado aqui como fotografado pelo Telescópio Espacial Hubble, localizado a apenas ~ 13.000 anos-luz de distância. No entanto, ao realizar análises populacionais da luz emitida pelas estrelas no interior, podemos determinar qual era a(s) idade(s) das múltiplas explosões de estrelas dentro de um globular, e podemos dizer se as estrelas foram todas formadas de uma vez ou ao longo de múltiplas “ rajadas” separadas por bilhões de anos.Este episódio atual de formação estelar parece representar uma segunda explosão de criação estelar dentro deles.
Esta visão da galáxia Sparkler, a imagem mais clara da galáxia obtida pelo aglomerado de galáxias SMACS 0723, mostra claramente uma série de brilhos brilhantes por toda ela. Como esta é uma galáxia rica em gás e formadora de estrelas, esses aglomerados de novas formações estelares podem ser nossa primeira dica de como os aglomerados globulares podem obter uma segunda população posterior de estrelas dentro deles.Nunca vimos aglomerados globulares tão distantes antes: em um desvio para o vermelho de 1,378, ou aproximadamente 9,2 bilhões de anos atrás.
Aqui no coração de Omega Centauri, um dos maiores e mais ricos aglomerados globulares visíveis da localização da Terra dentro da Via Láctea, muitas estrelas de várias cores foram fotografadas. Apesar dos longos tempos de exposição dedicados ao Omega Centauri e aos milhões de estrelas dentro dele, nenhum evento de trânsito foi observado. Omega Centauri é um exemplo de aglomerado globular com (pelo menos) duas populações independentes de estrelas no interior, formadas em escalas de tempo separadas por bilhões de anos.Na verdade, apenas um aglomerado globular está se formando nas proximidades: R136 dentro da Nebulosa da Tarântula.
A concentração central deste jovem aglomerado estelar encontrado no coração da Nebulosa da Tarântula é conhecida como R136, e contém muitas das estrelas mais massivas conhecidas. Entre eles está o R136a1, que tem cerca de 260 massas solares, tornando-se a estrela mais pesada conhecida. Ao todo, esta é a maior região de formação de estrelas dentro do nosso Grupo Local, e provavelmente formará centenas de milhares de novas estrelas que se unirão em um aglomerado globular, enquanto as estrelas mais brilhantes dentro dele brilham vários milhões de vezes mais do que nosso Sol.Muitos globulares próximos contêm um mistério de longa data: duas populações de estrelas envelhecidas separadamente.
Os ciclos de vida das estrelas podem ser entendidos no contexto do diagrama cor/magnitude mostrado aqui. À medida que a população de estrelas envelhece, elas “desligam” o diagrama, permitindo-nos datar a idade do aglomerado em questão. Os aglomerados estelares globulares mais antigos, como o aglomerado muito antigo mostrado à direita, têm uma idade de mais de 13 bilhões de anos, mas muitos globulares também exibem uma segunda população de estrelas mais jovem ao lado da mais velha.É misterioso porque a explosão inicial de formação estelar deve expelir todo o gás remanescente de formação estelar.
A visão no infravermelho próximo da Nebulosa da Tarântula obtida com o JWST é mais alta em resolução e mais ampla em cobertura de comprimento de onda do que qualquer visão anterior. Expandindo o que o Hubble nos ensinou, agora podemos estudar a formação de estrelas em nosso Grupo Local com mais detalhes do que nunca, incluindo o gás expelido/empurrado para longe e a matéria que está sendo expelida, completamente, pela radiação e pelos ventos do aglomerado R136 .Mas “o Sparkler” fornece uma saída: uma segunda onda de formação de estrelas em toda a galáxia, repovoando aglomerados globulares já existentes.
Esta visão do Hubble do aglomerado globular Terzan 5, a apenas 22.000 anos-luz de distância em nossa própria Via Láctea, revela seu núcleo brilhante e estrelas de uma ampla variedade de cores e massas. As estrelas dentro de Terzan 5, como dentro de muitos (mas não todos) aglomerados globulares, indicam duas populações independentes de estrelas no interior, uma formada vários bilhões de anos antes da outra. Finalmente, podemos finalmente ter um caminho que explique essas propriedades graças à galáxia Sparkler vista pelo JWST.Com o poder das lentes gravitacionais, vários quebra-cabeças de longa data podem cair no JWST.
Esta imagem rotacionada e anotada da pesquisa JADES, o JWST Advanced Deep Extragalactic Survey, mostra o novo detentor do recorde cósmico para a galáxia mais distante: JADES-GS-z13-0, cuja luz chega até nós a partir de um desvio para o vermelho de z = 13,2 e uma época em que o Universo tinha apenas 320 milhões de anos. Embora estejamos vendo galáxias mais longe do que nunca, esses recordes provavelmente serão quebrados quando mais lentes gravitacionais fortuitamente alinhadas forem descobertas.Mostly Mute Monday conta uma história astronômica em imagens, visuais e não mais que 200 palavras. Fale menos; sorria mais.
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