Comemore o Dia da Independência com um espetáculo de formação de estrelas na Web

A mais recente imagem no infravermelho médio obtida pelo Telescópio Webb revela a formação de uma protoestrela, marcada por variações de cores que ilustram as suas interações dinâmicas com a nuvem molecular circundante.

NASAde Telescópio Espacial James Webb Astrônomos nos Estados Unidos estão comemorando o Dia da Independência observando a protoestrela escondida dentro da nuvem molecular escura L1527 em luz infravermelha média à medida que ela evolui. Esta nova imagem vibrante destaca o comportamento deste pequeno objeto e traça as diferentes concentrações de gás e poeira que rodeiam a protoestrela.

A estrela L1527, mostrada nesta imagem do Telescópio Espacial James Webb da NASA, é uma nuvem molecular que abriga uma protoestrela. Está localizado a cerca de 460 anos-luz da Terra, na constelação de Touro. A luz azul mais difusa e as estruturas filamentosas na imagem provêm de compostos orgânicos conhecidos como hidrocarbonetos aromáticos policíclicos (PAHs), enquanto a cor vermelha no centro desta imagem é uma espessa camada ativa de gás e poeira que rodeia a protoestrela. A área intermediária, que aparece em branco, é uma mistura de hidrocarbonetos aromáticos policíclicos, gás ionizado e outras moléculas. Direitos autorais: NASA, Agência Espacial Europeia, Agência Espacial Canadense, Instituto de Ciências Espaciais

O Telescópio Espacial Webb captura fogos de artifício celestes em torno de uma estrela em formação

O universo parece ganhar vida com uma explosão deslumbrante de fogos de artifício nesta nova imagem capturada pelo Telescópio Espacial James Webb da NASA. Esta ampulheta de fogo foi capturada usando o instrumento infravermelho médio do Telescópio Webb e representa a visão de um objeto muito pequeno em processo de se tornar uma estrela. Uma protoestrela central cresce no pescoço da ampulheta, acumulando material de um fino disco protoplanetário, visto da borda como uma linha escura.

Insights sobre a evolução das protoestrelas

A protoestrela, um objeto relativamente jovem com cerca de 100.000 anos de idade, ainda está rodeada pela sua nuvem molecular original, ou grande região de gás e poeira. A observação anterior de L1527 por Webb, usando NIRCam (câmera infravermelha próxima), permitiu-nos observar esta região e revelou esta nuvem molecular e protoestrela em cores escuras e vibrantes.

Fluxos dinâmicos e forçamento molecular

Tanto o NIRCam como o MIRI mostram os efeitos dos fluxos de saída, que são emitidos em direções opostas ao longo do eixo de rotação da protoestrela, à medida que o objeto consome gás e poeira da nuvem circundante. Esses fluxos assumem a forma de choques em arco na nuvem molecular circundante, que aparece como estruturas filamentosas por toda parte. É também responsável por esculpir a estrutura brilhante da ampulheta dentro da nuvem molecular, à medida que energiza ou excita a matéria circundante e faz com que as áreas acima e abaixo dela brilhem. Isso cria um efeito que lembra fogos de artifício iluminando um céu noturno nublado. No entanto, ao contrário do NIRCam, que mostra principalmente a luz reflectida na poeira, o MIRI fornece uma visão de como estes fluxos afectam a poeira e os gases mais densos da região.

As áreas aqui coloridas em azul, que incluem a maior parte da ampulheta, mostram moléculas de carbono conhecidas como hidrocarbonetos aromáticos policíclicos. A própria protoestrela e a densa camada de poeira e mistura de gases que a rodeia são mostradas em vermelho. As extensões vermelhas que lembram faíscas são criadas pela óptica do telescópio (veja a imagem abaixo).

Esta ilustração explica a ciência por trás dos padrões de picos de difração de Webb, mostrando como ocorrem os picos de difração, o efeito do espelho primário e dos suportes e suas respectivas contribuições para os picos de difração de Webb. Direitos autorais: NASA, ESA, Agência Espacial Canadense, Leah Hostak (Space Telescope Science Institute), Joseph De Pasquale (Space Telescope Science Institute)

Entretanto, o MIRI revela uma região branca diretamente acima e abaixo da protoestrela, que não é fortemente visível na imagem NIRCam. Esta região é uma mistura de hidrocarbonetos, néon ionizado e poeira densa, indicando que a protoestrela está empurrando este material para longe dela enquanto consome caoticamente material do seu disco.

Evolução protoestelar e seu futuro

À medida que a protoestrela continua a envelhecer e a emitir jatos energéticos, ela consumirá, destruirá e afastará grande parte desta nuvem molecular, e muitas das estruturas que vemos aqui começarão a desaparecer. Eventualmente, assim que terminar de acumular massa, esta incrível exibição terminará e a própria estrela se tornará mais clara, até mesmo para os nossos telescópios de luz visível.

Esta imagem da nuvem L1527, obtida pelo instrumento de infravermelho médio (MIRI) do Observatório Webb, mostra setas de bússola, barra de escala e chave de cores para referência.
As setas norte e leste da bússola mostram a direção da imagem no céu. Observe que a relação entre o norte e o leste no céu (visto de baixo) é invertida em relação às setas direcionais no mapa da Terra (visto de cima).
A barra de escala está marcada em unidades astronômicas (UA), que é a distância média entre a Terra e o Sol, ou 93 milhões de milhas (150 milhões de km).
Esta imagem mostra comprimentos de onda de luz invisíveis no infravermelho médio traduzidos nas cores da luz visível. A legenda colorida mostra quais filtros MIRI foram usados ​​na coleta da luz. O nome cor de cada filtro é a cor da luz visível usada para representar a luz infravermelha que passa por esse filtro.
Direitos autorais: NASA, Agência Espacial Europeia, Agência Espacial Canadense, Instituto de Ciências Espaciais

A combinação de análises do infravermelho próximo e médio revela o comportamento geral deste sistema, incluindo como a protoestrela central afeta a região circundante. Outras estrelas estão se formando em Taurus, a região de formação estelar onde L1527 está localizada, assim mesmo, potencialmente perturbando outras nuvens moleculares e impedindo a formação de novas estrelas ou estimulando a sua evolução.

O Telescópio Espacial James Webb (JWST), muitas vezes aclamado como o sucessor do… telescópio espacial Hubble, é um grande observatório espacial otimizado para comprimentos de onda infravermelhos. Isto permite-lhe olhar mais atrás no tempo do que qualquer outro telescópio e observar a formação das primeiras galáxias e estrelas. Lançado em 25 de dezembro de 2021, o JWST oferece resolução e sensibilidade sem precedentes, permitindo aos astrônomos estudar todas as fases da história cósmica em todo o nosso universo. Suas principais capacidades incluem examinar as atmosferas de exoplanetas, observar galáxias distantes e explorar detalhadamente a formação de estrelas.