Dúzias de jatos e fluxos anteriormente escondidos provenientes de jovens estrelas, revelados nesta nova imagem dos “Penhascos Cósmicos” pelo instrumento NIRCam (Near-Infrared Camera) do Telescópio Espacial James Webb da NASA.
Os cientistas que “mergulharam profundamente” numa das primeiras imagens icónicas do Webb descobriram dezenas de jatos energéticos e fluxos de jovens estrelas anteriormente escondidos por nuvens de poeira.
A descoberta marca o início de uma nova era de investigação de como estrelas como o nosso Sol se formam e de como a radiação das estrelas massivas próximas pode afetar o desenvolvimento dos planetas.
Apelidada de “Cosmic Cliffs” (“Penhascos Cósmicos”), uma região à beira de uma cavidade gigantesca e gasosa dentro do enxame estelar NGC 3324, há muito que intriga os astrónomos como um foco de formação estelar.
Embora bem estudada pelo Telescópio Espacial Hubble, muitos detalhes da formação estelar em NGC 3324 permanecem escondidos aos comprimentos de onda visíveis.
O Webb está perfeitamente preparado para obter estes detalhes há muito procurados, uma vez que foi construído para detetar jatos e fluxos vistos apenas no infravermelho a altas resoluções.
As capacidades do Webb também permitem aos investigadores acompanhar o movimento de outras características anteriormente observadas pelo Hubble.
Recentemente, ao analisar dados de um comprimento de onda específico no infravermelho (4,7 micrómetros), os astrónomos descobriram duas dúzias de fluxos estelares anteriormente desconhecidos, provenientes de estrelas extremamente jovens, fluxos estes revelados pelo hidrogénio molecular.
As observações do Webb revelaram uma galeria de objetos que vão desde pequenas fontes até aos gigantes borbulhantes que se estendem a anos-luz das suas estrelas-mãe.
Muitas destas protoestrelas estão prestes a tornar-se estrelas de baixa massa como o nosso Sol.
“O que o Webb nos dá é um instantâneo da formação estelar naquele que pode ser um canto mais típico do Universo que não temos conseguido ver”, disse a astrónoma Megan Reiter da Universidade Rice em Houston, no estado norte-americano do Texas, que liderou o estudo.
A pesquisa foi apresentada num artigo publicado nos Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
O hidrogénio molecular é um ingrediente vital para fazer novas estrelas e um excelente rastreador das fases iniciais da sua formação.
À medida que as estrelas jovens recolhem material do gás e poeira que as rodeia, a maioria também ejeta de novo uma fração desse material para longe das suas regiões polares em jatos e fluxos.
Estes jatos agem então como um limpa-neves, varrendo o ambiente circundante. O hidrogénio molecular é visível nas observações do Webb, sendo varrido e sendo excitado por estes jatos.
“Jatos como este são sinais da parte mais emocionante do processo de formação estelar. Só os vemos durante uma breve janela de tempo, quando a protoestrela está a acretar ativamente”, explicou o coautor Nathan Smith da Universidade do Arizona em Tucson.
Observações anteriores de jatos e fluxos examinaram principalmente regiões próximas e objetos mais evoluídos que já são detetáveis nos comprimentos de onda visíveis estudados pelo Hubble.
A sensibilidade inigualável do Webb permite observações de regiões mais distantes, enquanto a sua otimização infravermelha investiga estágios mais jovens. Em conjunto, isto proporciona aos astrónomos uma visão sem precedentes de ambientes que se assemelham ao local de nascimento do nosso Sistema Solar.
“Abre a porta para o que vai ser possível em termos de observação destas populações de estrelas recém-nascidas em ambientes bastante típicos do Universo que permaneceram invisíveis até à chegada do Telescópio Espacial James Webb”, acrescentou Reiter.
“Agora sabemos onde procurar para explorar que variáveis são importantes para a formação de estrelas semelhantes ao Sol”.
Este período de formação estelar muito precoce é especialmente difícil de capturar porque, para cada estrela individual, é um acontecimento relativamente fugaz – apenas alguns milhares a 10.000 anos durante um processo de formação estelar com a duração de vários milhões de anos.
“Na imagem, divulgada pela primeira vez em julho, vemos pistas desta atividade, mas estes jatos só são visíveis quando se ‘mergulha profundamente’ – dissecando dados de cada um dos diferentes filtros e analisando cada área uma a uma”, partilhou o membro da equipa Jon Morse, do Caltech (California Institute of Technology) em Pasadena.
“É como encontrar um tesouro enterrado”, acrescentou.
Ao analisar as novas observações do Webb, os astrónomos estão também a ganhar conhecimentos sobre o quão ativas são estas regiões de formação estelar, mesmo ao longo de um período de tempo relativamente curto.
Ao comparar a posição dos fluxos anteriormente conhecidos nesta região, capturados pelo Webb, com dados de arquivo do Hubble de há 16 anos, os cientistas foram capazes de seguir a velocidade e direção do movimento dos jatos.
Esta ciência foi realizada em observações recolhidas como parte do programa EROs (Early Release Observations) do Webb. O artigo foi publicado na revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society em dezembro de 2022.
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