Chegou um novo tesouro de imagens de Webb. Imagens no infravermelho próximo e médio mostram todas as facetas dessas galáxias espirais.

A humanidade passou séculos mapeando as características da Terra – e frequentemente repetimos o processo usando instrumentos mais avançados. Quando combinamos os dados, obtemos uma compreensão mais completa do nosso planeta.

Agora, olhe para fora, para o espaço. Os astrônomos observaram galáxias espirais próximas e de frente durante décadas. Os telescópios espaciais e terrestres contribuíram para um cache de dados em comprimentos de onda que vão do rádio à luz ultravioleta. Os astrônomos planejam há muito tempo usar o Telescópio Espacial James Webb da NASA para obter as imagens de infravermelho próximo e médio de maior resolução já obtidas dessas galáxias, e hoje elas estão disponíveis publicamente.

Todos podem explorar o mais novo conjunto de imagens requintadas de Webb, que mostram estrelas, gás e poeira em pequenas escalas além da nossa própria galáxia. Equipas de investigadores estão a estudar estas imagens para descobrir as origens destas estruturas complexas. A análise coletiva da comunidade de investigação irá, em última análise, informar as simulações dos teóricos e avançar a nossa compreensão da formação estelar e da evolução das galáxias espirais.

É tão fácil ficar absolutamente hipnotizado por essas galáxias espirais. Siga os seus braços claramente definidos, repletos de estrelas, até aos seus centros, onde podem existir antigos enxames estelares e – por vezes – buracos negros supermassivos ativos. Somente o Telescópio Espacial James Webb da NASA pode fornecer cenas altamente detalhadas de galáxias próximas em uma combinação de luz infravermelha próxima e média.

Estas imagens do Webb fazem parte de um projeto grande e de longa data, o programa Physics at High Angular Resolution in Near GalaxieS (PHANGS), que é apoiado por mais de 150 astrónomos em todo o mundo. Antes de Webb obter estas imagens, o PHANGS já estava repleto de dados do Telescópio Espacial Hubble da NASA, do Multi-Unit Spectroscopic Explorer do Very Large Telescope e do Atacama Large Millimeter/submillimeter Array, incluindo observações em luz ultravioleta, visível e rádio. As contribuições de Webb para o infravermelho próximo e médio forneceram várias novas peças do quebra-cabeça.

]"As novas imagens de Webb são extraordinárias", disse Janice Lee, cientista de projetos para iniciativas estratégicas no Space Telescope Science Institute em Baltimore. "São alucinantes mesmo para investigadores que estudaram estas mesmas galáxias durante décadas. Bolhas e filamentos são resolvidos até às escalas mais pequenas alguma vez observadas e contam uma história sobre o ciclo de formação estelar."

A excitação espalhou-se rapidamente por toda a equipe à medida que as imagens de Webb chegavam. "Sinto que nossa equipe vive em um estado constante de ser oprimida - de uma forma positiva - pela quantidade de detalhes nessas imagens", acrescentou Thomas Williams, pesquisador de pós-doutorado. na Universidade de Oxford, no Reino Unido.

A NIRCam (Near-Infrared Camera) de Webb capturou milhões de estrelas nessas imagens, que brilham em tons de azul. Algumas estrelas estão espalhadas pelos braços espirais, mas outras estão agrupadas em aglomerados de estrelas.

Os dados MIRI (Instrumento de Infravermelho Médio) do telescópio destacam poeira brilhante, mostrando-nos onde ela existe ao redor e entre as estrelas. Também destaca estrelas que ainda não se formaram completamente – ainda estão envoltas no gás e na poeira que alimentam o seu crescimento, como sementes vermelhas brilhantes nas pontas dos picos poeirentos. “É aqui que podemos encontrar as estrelas mais novas e mais massivas das galáxias”, disse Erik Rosolowsky, professor de física na Universidade de Alberta, em Edmonton, Canadá.

Outra coisa que surpreendeu os astrônomos? As imagens de Webb mostram grandes conchas esféricas no gás e na poeira. “Estes buracos podem ter sido criados por uma ou mais estrelas que explodiram, abrindo buracos gigantes no material interestelar”, explicou Adam Leroy, professor de astronomia na Universidade Estadual de Ohio, em Columbus.

Agora, trace os braços espirais para encontrar extensas regiões de gás que aparecem em vermelho e laranja. “Essas estruturas tendem a seguir o mesmo padrão em certas partes das galáxias”, acrescentou Rosolowsky. "Pensamos nelas como ondas, e o seu espaçamento diz-nos muito sobre como uma galáxia distribui o seu gás e poeira." O estudo destas estruturas fornecerá informações importantes sobre como as galáxias constroem, mantêm e interrompem a formação de estrelas.

As evidências mostram que as galáxias crescem de dentro para fora – a formação de estrelas começa nos núcleos das galáxias e espalha-se ao longo dos seus braços, espiralando para longe do centro. Quanto mais longe uma estrela estiver do núcleo da galáxia, maior será a probabilidade de ela ser mais jovem. Em contraste, as áreas próximas dos núcleos que parecem iluminadas por um holofote azul são populações de estrelas mais antigas.

E quanto aos núcleos de galáxias que estão inundados de picos de difração rosa e vermelhos? “Este é um sinal claro de que pode existir um buraco negro supermassivo ativo”, disse Eva Schinnerer, cientista do Instituto Max Planck de Astronomia em Heidelberg, Alemanha. "Ou os aglomerados de estrelas em direção ao centro são tão brilhantes que saturaram aquela área da imagem."

Existem muitos caminhos de investigação que os cientistas podem começar a seguir com os dados combinados do PHANGS, mas o número sem precedentes de estrelas resolvidas por Webb é um ótimo ponto de partida. “As estrelas podem viver bilhões ou trilhões de anos”, disse Leroy. "Ao catalogar com precisão todos os tipos de estrelas, podemos construir uma visão holística e mais confiável dos seus ciclos de vida."

Além de divulgar imediatamente estas imagens, a equipa PHANGS também divulgou o maior catálogo até à data de cerca de 100.000 enxames estelares. “A quantidade de análise que pode ser feita com essas imagens é muito maior do que qualquer coisa que nossa equipe poderia realizar”, enfatizou Rosolowsky. "Estamos entusiasmados em apoiar a comunidade para que todos os pesquisadores possam contribuir."