ocalizada a 12 milhões de anos-luz de distância e passando por rápida formação estelar, a galáxia espiral de ponta Messier 82 (M82) é uma visão cientificamente única de se ver, e agora o Telescópio Espacial James Webb da NASA revelou detalhes até então inéditos.
A intensa formação estelar de M82, considerada resultado de uma fusão de galáxias, será um evento de curta duração em termos astronômicos, estimado em algumas centenas de milhões de anos em sua totalidade. Essa fase temporária de formação estelar extrema em relação à massa da galáxia, assim como sua localização no universo local, estão entre os fatores que tornam M82, também conhecida como galáxia Cigar, um ambiente único para estudo.
Imagem: M82 Cigar Galaxy (Webb + Hubble)
Cientistas usaram o Telescópio Espacial James Webb da NASA para fotografar de lado a galáxia de explosão estelar Messier 82 e traçar sua história evolutiva. Esta imagem composta Webb e Hubble inclui 16,5 milhões de estrelas (azul-branco), grãos de poeira (vermelho-alaranjado) e gás hidrogênio ionizado (amarelo).
Imagem: NASA, ESA, CSA, Adam Smercina (STScI, Tufts), Thomas Williams (Universidade de Manchester); Processamento de Imagem: Alyssa Pagan (STScI)
Uma equipe de astrônomos concluiu recentemente um levantamento de imagens com o telescópio Webb. Esse programa envolveu um total de 65 horas de observação com o instrumento NIRCam (Câmera Infravermelha Próxima) de Webb e revelou detalhes nunca antes vistos da galáxia starburst, incluindo sua estrutura distendida do disco e milhões de estrelas individuais. As imagens de alta resolução de Webb, especificamente do plano principal do disco galáctico, desbloquearam informações vitais para astrônomos enquanto buscam desvendar a história da formação do M82. Além disso, os dados de Webb ajudarão os cientistas a entender os processos atuais que ocorrem dentro da galáxia starburst.
“M82 é uma bagunça, mas é uma bagunça linda. Não entendemos totalmente o que está acontecendo, especialmente em relação à sua história evolutiva. O que poderia ter desencadeado uma taxa tão elevada de formação estelar? Há quanto tempo essa galáxia vem expulsando plumas de material de seu centro?” disse o pesquisador principal Adam Smercina, bolsista Hubble da NASA no Space Telescope Science Institute em Baltimore e futuro professor assistente na Tufts University, em Massachusetts. “M82 é um laboratório ideal para evolução de galáxias porque possui propriedades que nos permitem investigar processos físicos importantes, como como as estrelas se formam nesses ambientes e como essa atividade impulsiona os fluxos. M82 oferece uma janela simultânea para muitas questões astrofísicas, de uma forma que nenhuma outra galáxia no universo local consegue.”
Image: M82 Cigar Galaxy (NIRCam Image)
O Telescópio Espacial James Webb da NASA observou a galáxia de explosão estelar Messier 82, observando através da poeira para revelar 16,5 milhões de estrelas e a estrutura distendida do disco da galáxia. Cientistas buscam aprender a história evolutiva da galáxia com os dados de Webb.
Imagem: NASA, ESA, CSA, Adam Smercina (STScI, Tufts), Thomas Williams (Universidade de Manchester); Processamento de Imagem: Alyssa Pagan (STScI)
Antes de Webb, muitos observatórios estudaram a galáxia starburst, incluindo o Hubble da NASA e os telescópios espaciais aposentados Spitzer da NASA. No entanto, o enorme volume de poeira dentro daquela galáxia limitava a quantidade de informações que os astrônomos podiam adquirir sobre o M82 em alta resolução. Embora Webb já tenha observado essa galáxia anteriormente, a duração da nova pesquisa de imagem, combinada com a sensibilidade infravermelha do telescópio, permitiu que ele perfurasse a poeira espessa.
Imagem: M82 Cigar Galaxy (Hubble/Webb lado a lado)
Comparação lado a lado de uma parte da galáxia estelar Messier 82 (M82) vista pelos telescópios espaciais Hubble (esquerda) e James Webb (direita) da NASA. O Hubble detalhou a estrutura de gás e poeira do M82, enquanto Webb perfurou a poeira e resolveu milhões de estrelas em luz infravermelha.
Imagem: NASA, ESA, CSA, Adam Smercina (STScI, Tufts), Thomas Williams (Universidade de Manchester); Processamento de Imagem: Alyssa Pagan (STScI)
A visão de luz no infravermelho próximo do telescópio é um retrato de uma cena que vem evoluindo por algumas centenas de milhões de anos. A imagem de Webb contém aproximadamente 16,5 milhões de estrelas individuais dispersas pela galáxia. A luz dessas fontes estelares é representada como grânulos azuis luminosos. Isso representa apenas uma pequena parte do total de estrelas que os astrônomos acreditam estar em uma galáxia como M82, sendo a maioria muito fraca para ser vista.
“A quantidade de estrelas que conseguimos resolver com Webb é incrível”, disse o membro da equipe Benjamin Williams, da Universidade de Washington. “É um mundo totalmente diferente do que conseguimos ver com outros telescópios. Todas essas estrelas, coletivamente, fornecem um registro fóssil detalhado da formação e evolução de M82.”
Movendo-se para dentro, o aumento do brilho e a forma assimétrica do disco galáctico sugerem a estrutura subjacente única da galáxia espiral. Os raios diferentes entre os dois lados sugerem que M82 tem uma forma distorcida, o que pode acontecer durante fusões intensas de galáxias.
“À primeira vista, o disco da galáxia pode parecer menos espetacular porque Webb enxerga através da poeira”, disse Eric Bell, membro da equipe da Universidade de Michigan. “Mas o M82 é um sistema deliciosamente complexo. As observações de Webb nos ajudarão a resolver alguns mistérios em andamento, como como a formação estelar se moveu dentro do M82 nos últimos bilhões de anos.”
Vídeo: M82 Cigar Galaxy (Webb + Hubble Fade)
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A observação no infravermelho próximo do M82 pelo Telescópio Espacial James Webb da NASA é a adição mais recente aos dados gerais sobre essa galáxia em explosão estelar. O Telescópio Espacial Hubble é um observatório que já estudou o M82, detalhando a estrutura de gás e poeira vista em luz visível.
Vídeo: NASA, ESA, CSA, STScI, Alyssa Pagan (STScI)
Por causa da formação estelar extrema dentro da galáxia, que é 10 vezes mais rápida que a taxa de formação estelar da galáxia Via Láctea, o nascimento estelar eventualmente será interrompido. A frenesi estelar de M82 está fazendo com que plumas bipolares de material sejam ejetadas acima e abaixo do disco. Embora pareça uma região tumultuada, as saídas em forma de ampulheta parecem ter uma estrutura em camadas. Os tentáculos amarelos do material mais próximos ao disco da galáxia representam gás ionizado, enquanto o material laranja mais distante representa pequenos grãos de poeira. Esses grãos são chamados de hidrocarbonetos aromáticos policíclicos e são úteis para rastrear material no espaço entre as estrelas da galáxia, também conhecido como meio interestelar.
As informações coletadas como parte deste estudo de Webb são apenas um dos conjuntos de dados que os cientistas irão analisar enquanto buscam reconstruir a história de formação dessa galáxia de explosão estelar.
“Galáxias são ecossistemas tão intrincados que, se você realmente quer entendê-las, é preciso reunir conjuntos de dados de diferentes missões”, disse Kristen McQuinn, membro da equipe do Space Telescope Science Institute. “Uma missão não pode responder totalmente a todas as perguntas que temos sobre o M82. Combinar os dados coletados por diferentes telescópios, como Webb e Hubble, é poderoso. Quando você une os conjuntos de dados, expande o que pode investigar, e as perguntas que pode colocar são ainda mais complexas.”
O Telescópio Espacial James Webb é o principal observatório de ciências espaciais do mundo. Webb está resolvendo mistérios em nosso sistema solar, olhando além para mundos distantes ao redor de outras estrelas e investigando as estruturas misteriosas e origens do nosso universo e nosso lugar nele. Webb é um programa internacional liderado pela NASA com seus parceiros, ESA (Agência Espacial Europeia) e CSA (Agência Espacial Canadense).
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