Uma retrospectiva do predecessor do JWST: o Spitzer da NASA
As visualizações revolucionárias do JWST chegam em alta resolução em comprimentos de onda infravermelhos. Sem o Spitzer da NASA primeiro, isso não teria sido possível.- Aqui em 2023, e por mais de 20 anos, o JWST está oferecendo nossas visões mais amplas e abrangentes do Universo.
- Uma combinação de olhos infravermelhos, espelho grande e segmentado e ótica pura com instrumentação atualizada se combinam para tornar isso possível.
- Mas uma missão em particular, o telescópio espacial Spitzer da NASA, preparou o terreno para que o JWST fosse possível. Aqui está uma retrospectiva fascinante.
Em 30 de janeiro de 2020, Telescópio Espacial Spitzer da NASA foi aposentado após 17 anos.
Antes de seu lançamento em 2003, o Spitzer foi concluído no solo e instalado dentro de um foguete Delta II no Kennedy Space Center. Esta foto foi tirada em 14 de agosto de 2003.Juntando-se a Hubble, Compton e Chandra, Spitzer foi a final de Os Grandes Observatórios originais da NASA .
O quarto e último elemento da família de grandes observatórios orbitais da NASA, o Spitzer foi lançado com sucesso da Plataforma de Lançamento 17-B em Cabo Canaveral em 25 de agosto de 2003.Muito acima da atmosfera da Terra, suas capacidades de medição de infravermelho eram sem precedentes.
A transmitância ou opacidade do espectro eletromagnético através da atmosfera. Observe todas as características de absorção em raios gama, raios X e infravermelho, e é por isso que os maiores de nossos observatórios nesses comprimentos de onda estão todos localizados no espaço. O infravermelho, em particular, foi espetacularmente coberto pelo Spitzer da NASA e atualmente é coberto pelo JWST da NASA.O Spitzer reinou como o maior observatório de infravermelho médio da humanidade até o início das operações do JWST.
O JWST, agora totalmente operacional, tem sete vezes o poder de captação de luz do Hubble, mas será capaz de ver muito mais longe na porção infravermelha do espectro, revelando as galáxias existentes ainda antes do que o Hubble jamais poderia ver, devido à sua capacidades de comprimento de onda mais longo e temperaturas operacionais muito mais baixas. Populações de galáxias vistas antes da época de reionização devem ser abundantemente descobertas, e o antigo recorde de distância cósmica do Hubble já foi quebrado.Estas 23 imagens destacar suas maiores conquistas .
Este ‘ponto’ de luz de aparência nada espetacular é de uma pequena porção da galáxia NGC 4993, que corresponde à localização da primeira fusão de estrela de nêutrons já detectada em ondas gravitacionais. Esta é a última imagem do brilho infravermelho do evento a ser registrada, capturada pelo Spitzer em 16 de outubro de 2017.Entre eles, Spitzer se destacou em medir:
A Nebulosa da Chama, mostrada aqui em uma combinação de dados de raios X (do Chandra) e luz infravermelha (do Spitzer), mostra um aglomerado estelar jovem e massivo no centro, que esculpe uma forma espetacular no material gasoso circundante que foi usado para formação de estrelas. O Spitzer, em combinação com outros grandes observatórios, nos ajudou a criar modelos superiores de formação estelar do que seria possível sem esses dados.- objetos ultra-distantes cuja luz é severamente desviada para o vermelho,
Galáxias distantes, como a fotografada aqui pelo Hubble e Spitzer, têm sua luz desviada para o vermelho das porções ultravioleta e até mesmo da luz visível do espectro para o infravermelho pelos efeitos da expansão cósmica. Observatórios infravermelhos, como o Spitzer, podem gerar imagens que nem mesmo o Hubble consegue.- objetos frios, que emitem muito pouca luz óptica,
Três regiões separadas ilustram vários estágios da vida de uma estrela recém-formada, que são totalmente obscurecidas no óptico e só podem ser vistas no infravermelho. À esquerda, uma protoestrela emite radiação envolta em poeira que bloqueia a luz. No centro, uma ‘bola amarela’ anuncia o início da fusão nuclear, mas ainda não pode ser vista no óptico devido a toda a matéria que a envolve. À direita, uma estrela mais evoluída começou a explodir uma bolha ionizada na região circundante. O Spitzer lançou uma nova luz sobre como as estrelas se formam.- objetos obscuros localizados atrás de poeira que bloqueia a luz,
Aglomerados de matéria podem ser tão densos que nem mesmo a luz infravermelha pode penetrá-los. Elas projetam as sombras mais profundas de todas, e o Spitzer capturou algumas delas aqui (em silhueta) contra um pano de fundo de estrelas massivas recém-formadas. Os aglomerados brancos são onde o detector foi saturado e são provavelmente os locais das estrelas mais novas, azuis e massivas de todas: estrelas da classe O, que provavelmente terminarão suas vidas em explosões de supernova em apenas alguns milhões de anos.- fragmentos cometários,
À medida que orbitam o Sol, cometas e asteróides podem se fragmentar um pouco, com detritos entre os pedaços ao longo do caminho da órbita se estendendo ao longo do tempo e causando as chuvas de meteoros que vemos quando a Terra passa por esse fluxo de detritos. Esta imagem tirada pelo Spitzer ao longo do caminho de um cometa mostra a saída de gases de pequenos fragmentos, mas também mostra o principal fluxo de detritos que dá origem às chuvas de meteoros que ocorrem em nosso Sistema Solar.- gás interestelar que é aquecido por estrelas próximas,
Estrelas recém-nascidas que estão se formando agora iluminam a nebulosa NGC 2174, a 6.400 anos-luz de distância, conforme observado no infravermelho pelo Spitzer. A poeira quente que os envolve brilha em uma variedade de cores, enquanto as regiões vermelhas mais frias apontam para locais onde a formação de estrelas provavelmente ainda está em andamento.- restos e materiais ejetados de estrelas moribundas ou recentemente falecidas,
O remanescente de supernova 1E0102.2-7219 (inserção) fica ao lado da nebulosa N76 em uma região brilhante de formação estelar da Pequena Nuvem de Magalhães. Este remanescente de supernova é composto do material ejetado da morte da estrela predecessora, com os olhos infravermelhos do Spitzer nos ajudando a entender como os raios-X revelam um choque reverso ao atingir o material estelar que foi expelido durante a explosão.- incluindo supernovas e remanescentes,
Em fevereiro de 2014, uma supernova explodiu na poeirenta galáxia vizinha de Messier 82: a galáxia Cigar. Os olhos infravermelhos do Spitzer podem penetrar com sucesso na poeira, permitindo observar e seguir a evolução da luz desse objeto transitório.- mesmo vestígios antigos,
Esta visão infravermelha do remanescente de supernova RCW 86 destaca os restos empoeirados de tudo o que resta de uma supernova antiga com milhares de anos: o exemplo documentado mais antigo de uma supernova visível em nosso céu noturno.- bem como nebulosas planetárias,
Essas três nebulosas planetárias, todas fotografadas pelo Spitzer, destacam características inerentes às estrelas moribundas semelhantes ao Sol. Da esquerda para a direita, a Nebulosa do Crânio Exposto, a Nebulosa do Fantasma de Júpiter e a Nebulosa do Pequeno Dumbbell exibem ventos estelares, material ejetado consistindo de diferentes elementos e um remanescente estelar luminoso central.- as últimas brasas luminosas de estrelas moribundas semelhantes ao Sol,
Esta imagem combinada do Telescópio Espacial Spitzer da NASA e do ultravioleta Galaxy Evolution Explorer (GALEX). Na morte, as camadas externas empoeiradas da estrela estão se desfazendo no espaço, brilhando com a intensa radiação ultravioleta sendo bombeada pelo núcleo estelar quente. O Spitzer revela muitos aspectos diferentes do material ejetado estelar, agora iluminado pela anã branca central.- bem como mapear elementos específicos dentro de galáxias próximas.
Este retrato infravermelho da Pequena Nuvem de Magalhães, localizada a apenas 199.000 anos-luz de distância, destaca uma variedade de características, incluindo novas estrelas, gás frio e, de forma bastante espetacular (em verde), a presença de hidrocarbonetos aromáticos policíclicos: as moléculas orgânicas mais complexas de todos os tempos encontrados no ambiente natural do espaço interestelar.Galáxias em interação são duplamente espetaculares.
Uma mistura de estrelas (em azul e verde) e poeira quente (em vermelho) é revelada nesta imagem composta do Spitzer do par de galáxias em interação conhecido como Arp 86. As ricas características vermelhas traçam as localizações de futuros locais de formação estelar.pontes de gás,
Esta visão infravermelha da Galáxia Whirlpool, Messier 51, revela uma infinidade de formação estelar ativa e gás/poeira aquecidos que revestem os braços espirais. Uma ponte de gás está sendo puxada de um dos braços espirais estendidos em direção à companheira galáctica em interação, que é pobre em gás e não mostra a mesma evidência de formação estelar.formação estelar estendida,
Esta imagem espetacular foi criada com dados compostos do Spitzer e do Hubble e mostra uma galáxia distorcida pela maré, rica em gás e formando ativamente novas estrelas, fundindo-se com uma velha galáxia elíptica livre de gás composta por estrelas mais velhas. Poeticamente, isso é chamado de 'o pinguim e o ovo'.e todas as galáxias mortas e silenciosas aparecem.
Um exemplo de uma galáxia em anel muito rara, NGC 1291, mostra uma galáxia externa rica em gás e formando novas estrelas em torno de um centro antigo e tranquilo que é virtualmente livre de gás e tem poucas evidências de formação de novas estrelas. Galáxias ricas e pobres em gás são encontradas em todo o Universo, e os olhos infravermelhos do Spitzer são ultrassensíveis a elas.O Spitzer também ofereceu uma perspectiva única sobre objetos familiares.
Esta visão infravermelha do plano da Via Láctea, tirada do espaço pelo Spitzer da NASA como parte da pesquisa galáctica GLIMPSE, é um dos projetos de observação mais ambiciosos já realizados, levando uma década para ser concluído. Em comprimentos de onda mais longos do que os visíveis do solo, o gás de diferentes temperaturas da nossa galáxia é destacado como nunca antes, revelando detalhes sobre nossa galáxia que não podem ser vistos em nenhum outro conjunto de comprimentos de onda.Messier 83 mostra uma Via Láctea em miniatura.
Esta visão infravermelha de Messier 83, também conhecida como Galáxia Pinwheel do Sul, é uma versão em miniatura da Via Láctea, com cerca de metade do nosso tamanho, mas com braços espirais, gás rico e uma barra central que se estende por milhares de anos-luz. Essa visão infravermelha nos ajuda a entender como o gás e a poeira em nossa própria galáxia, que só podemos ver de lado, podem ser distribuídos.Jatos visíveis aparecem em torno do buraco negro supermassivo de M87.
Messier 87, mais conhecida como a galáxia supermassiva cujo buraco negro foi fotografado pela primeira vez pelo Telescópio Event Horizon, tem seus jatos relativísticos e as ondas de choque criadas por seu material fotografadas no infravermelho pelo Spitzer, em meio à massa de estrelas brilhantes (em azul).A Nebulosa do Caranguejo parece vagamente familiar,
Esta visão infravermelha da Nebulosa do Caranguejo, do Spitzer, representa um remanescente de supernova de quase 1.000 anos. A imagem infravermelha revela uma nuvem de elétrons energéticos (em azul) presos pelo campo magnético da estrela de nêutrons central, juntamente com estruturas filamentosas (em vermelho) que brilham em comprimentos de onda infravermelhos médios. Esta nebulosa, com cerca de 5 anos-luz de diâmetro, parece extremamente diferente da conhecida imagem de luz visível.muito parecido com a Nebulosa de Orion.
Esta visão infravermelha da Nebulosa de Orion, ao contrário da visão de luz visível, destaca as grandes cavidades formadas quando áreas ativas de formação de estrelas fazem com que a luz ultravioleta evapore grandes quantidades de material de formação estelar, aquecendo o gás no interior, que então se torna rico em infravermelho radiação devido ao aumento da temperatura. O Spitzer tirou esta imagem composta em uma variedade de comprimentos de onda, com azuis, verdes e brancos correspondendo a temperaturas mais altas e vermelhos a temperaturas mais baixas.Mas ninguém nunca tinha visto tantos buracos negros supermassivos juntos.
Esta visão de cerca de 0,15 graus quadrados do espaço revela muitas regiões com grande número de galáxias agrupadas em aglomerados e filamentos, com grandes lacunas, ou vazios, separando-as. Cada ponto de luz não é uma galáxia, mas um buraco negro supermassivo, revelando o quão onipresentes são esses objetos cósmicos. Esta região do espaço é conhecida como ECDFS, uma vez que capta a mesma porção do céu visualizada anteriormente pelo Extended Chandra Deep Field South: uma visão pioneira de raios-X do mesmo espaço. Os primeiros buracos negros supermassivos observados são mais “adultos” do que esperávamos, mas ainda não entendemos como esses buracos negros crescem ao longo do tempo cósmico, e isso não é um convite para explicá-lo por qualquer mecanismo que você possa imaginar. acima.Adeus, Spitzer, e obrigado por toda a ciência.
Mostly Mute Monday conta uma história astronômica em imagens, visuais e não mais que 200 palavras. Fale menos; sorria mais.
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