Imagens revelam notáveis ‘fogos de artifício’ em galáxias próximas

Ao mostrarem componentes dessas estruturas em cores distintas, as imagens permitem aos astrônomos identificar a localização de estrelas jovens e o gás que elas aquecem ao seu redor

Esta imagem combina observações das galáxias próximas NGC 1300, NGC 1087, NGC 3627 (superior, da esquerda para a direita), NGC 4254 e NGC 4303 (inferior, da esquerda para a direita) tiradas com o Multi-Unit Spectroscopic Explorer (Muse) no Very Large Telescope do ESO (VLT). Cada imagem individual é uma combinação de observações conduzidas em diferentes comprimentos de onda de luz para mapear as populações estelares e o gás quente. Os brilhos dourados correspondem principalmente a nuvens de hidrogênio ionizado, oxigênio e gás de enxofre, marcando a presença de estrelas recém-nascidas, enquanto as regiões azuladas no fundo revelam a distribuição de estrelas ligeiramente mais velhas. Crédito: ESO/Phangs

Uma equipe de astrônomos divulgou novas observações de galáxias próximas que parecem fogos de artifício cósmicos coloridos. As imagens, obtidas com o auxílio do Very Large Telescope (VLT) do Observatório Europeu do Sul (ESO), mostram diferentes componentes das galáxias em cores distintas, permitindo que os astrônomos identifiquem a localização de estrelas jovens e o gás que elas aquecem ao seu redor. Ao combinar essas novas observações com dados do Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (Alma), do qual o ESO é parceiro, a equipe está ajudando a lançar uma nova luz sobre o que aciona o gás para formar estrelas.

Os astrônomos sabem que as estrelas nascem em nuvens de gás, mas o que dá origem à formação estelar (e como é que as galáxias como um todo participam nesse processo) permanece um mistério. Para compreender esse fenômeno, uma equipe de pesquisadores observou várias galáxias próximas com poderosos telescópios, tanto a partir do solo como do espaço, mapeando as diferentes regiões galácticas envolvidas no nascimento das estrelas.

Observação direta

“Pela primeira vez conseguimos obter resolução de unidades individuais de formação estelar para uma grande variedade de locais e ambientes em uma amostra que representa bem os diferentes tipos de galáxias”, disse Eric Emsellem, astrônomo do ESO na Alemanha e autor principal do artigo científico que descreve esse rastreio, como parte do projeto Phangs (Physics at High Angular resolution in Nearby GalaxieS). “Podemos observar diretamente o gás que dá origem às estrelas, vemos as próprias estrelas jovens e testemunhamos sua evolução em várias fases.”

Emsellem, também afiliado à Universidade de Lyon (França), e a sua equipe divulgaram agora o mais recente conjunto de escaneamentos galácticos, obtidos com o instrumento Muse (Multi-Unit Spectroscopic Explorer) montado no Very Large Telescope (VLT) do ESO, no deserto chileno do Atacama. Os pesquisadores utilizaram o Muse para observar estrelas recém-nascidas e o gás quente que as rodeia, o qual é iluminado e aquecido pelas próprias estrelas, tornando-se assim numa prova concreta da ocorrência de formação estelar.

As novas imagens do Muse estão agora sendo combinadas com observações das mesmas galáxias obtidas com o Alma e divulgadas no início deste ano. O Alma, também localizado no Atacama, é especialmente adequado para mapear nuvens de gás frio – as partes das galáxias que fornecem material para a formação de estrelas.

Visão espetacular

Ao combinarem imagens do Muse e do Alma, os astrônomos podem examinar as regiões galácticas onde a formação de estrelas está acontecendo e compará-las aos locais onde se espera que esse fenômeno ocorra, para entender melhor o que desencadeia, aumenta ou impede o nascimento de novas estrelas. As imagens resultantes são deslumbrantes, oferecendo uma visão espetacularmente colorida dos berçários estelares em nossas galáxias vizinhas.

“Há tantos mistérios que queremos desvendar”, disse a coautora do estudo Kathryn Kreckel, da Universidade de Heidelberg (Alemanha). “Será que as estrelas nascem mais frequentemente em regiões específicas das suas galáxias hospedeiras – e, se sim, por quê? E, após o seu nascimento, será que a sua evolução influencia a formação de novas gerações de estrelas?”

Os astrônomos poderão agora responder a essas questões graças à riqueza de informação contida nos dados do Muse e do Alma que a equipe Phangs obteve. O Muse coleta espectros – os “códigos de barras” que os astrônomos analisam para desvendar as propriedades e natureza dos objetos cósmicos – em cada local dentro de seu campo de visão, fornecendo assim muito mais informação do que os instrumentos tradicionais. No âmbito do projeto Phangs, o Muse observou 30 mil nebulosas de gás quente e coletou cerca de 15 milhões de espectros de diferentes regiões galácticas. As observações do Alma, por sua vez, permitiram aos astrônomos mapear cerca de 100 mil regiões de gás frio em 90 galáxias próximas, produzindo um atlas de berçários estelares do universo próximo com uma nitidez sem precedentes.

Ajuda do Hubble

Além de observações do Alma e do Muse, o projeto Phangs conta com dados do telescópio espacial Hubble, da Nasa/ESA. Os vários observatórios foram selecionados de modo a permitir à equipe observar as nossas galáxias vizinhas em diferentes comprimentos de onda (visível, infravermelho próximo e rádio), com cada faixa de comprimentos de onda revelando partes distintas das galáxias observadas.

“Esta combinação de dados nos permite investigar as várias fases da formação estelar – desde a formação dos berçários estelares até o início da própria formação estelar e a destruição final dos berçários pelas estrelas recém-nascidas – com mais detalhes do que o que seria possível com observações individuais”, explicou o coautor do estudo Francesco Belfiore, do INAF-Arcetri em Florença (Itália). “Esta é a primeira vez que conseguimos reunir um conjunto tão completo de dados, com imagens suficientemente nítidas para podermos distinguir nuvens, estrelas e nebulosas individuais, que apontam para a formação estelar.”

Aprimoramento a caminho

O trabalho realizado pelo projeto Phangs será aprimorado ainda mais pelos próximos telescópios e instrumentos, tais como o Telescópio Espacial James Webb (JWST), da Nasa. Os dados obtidos com este telescópio irão estabelecer uma base ainda melhor para observações que serão executadas com o futuro Extremely Large Telescope do ESO (ELT), que começará a operar no final desta década e permitirá uma visão ainda mais detalhada das estruturas de berçários estelares.

“Por mais incrível que seja o Phangs, a resolução dos mapas produzidos é apenas suficiente para identificar e separar nuvens de formação estelar individuais, mas não o suficientemente boa para observarmos com detalhes o que está a acontecer no seu interior”, explicou Eva Schinnerer, líder do grupo de pesquisa do Instituto Max Planck de Astronomia (Alemanha) e pesquisadora principal do projeto Phangs. “Novos esforços observacionais da nossa equipe, e de outras pessoas, começam a esticar estes limites, ou seja, temos décadas de descobertas empolgantes à nossa frente.”

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