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Fogo de artifício galático

Uma equipa de astrónomos 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 ESO, mostram diferentes componentes das galáxias em cores distintas, permitindo assim aos astrónomos localizar estrelas jovens e o gás que as circunda, aquecido pelas próprias estrelas. Ao combinar estas novas observações com dados do Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), do qual o ESO é um parceiro, a equipa ajuda a lançar nova luz sobre os processos que levam o gás a formar estrelas.

Os astrónomos 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 neste processo, permanece um mistério. Para compreender este fenómeno, uma equipa de investigadores observou várias galáxias próximas com telescópios poderosos, tanto a partir do solo como do espaço, mapeando as diferentes regiões galácticas envolvidas no nascimento das estrelas.

“Pela primeira vez conseguimos resolver unidades individuais de formação estelar para uma grande variedade de localizações e meios numa amostra que representa bem os diferentes tipos de galáxias,” diz Eric Emsellem, astrónomo do ESO na Alemanha e autor principal do artigo científico que descreve este rastreio, levado a cabo no âmbito do projeto PHANGS (Physics at High Angular resolution in Nearby GalaxieS). “Conseguimos observar de forma direta o gás que leva ao nascimento das estrelas, vemos as jovens estrelas propriamente ditas e testemunhamos a sua evolução ao longo de diversas fases.”

Emsellem, que também tem afiliação à Universidade de Lyon, França, e a sua equipa divulgaram agora o mais recente conjunto de scans galácticos, obtidos com o instrumento MUSE (Multi-Unit Spectroscopic Explorer) montado no Very Large Telescope (VLT) do ESO, no deserto chileno do Atacama. Os investigadores 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 MUSE estão agora a ser combinadas com observações das mesmas galáxias obtidas com o Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) e divulgadas no início deste ano. O ALMA, que está localizado no Chile, é especialmente adequado para mapear nuvens de gás frio — as partes das galáxias que fornecem material para a formação de estrelas.
Ao combinar imagens MUSE e ALMA, os astrónomos podem examinar as regiões galácticas onde está a ocorrer formação estelar e compará-las aos locais onde se espera que este fenómeno ocorra, de modo a compreenderem melhor o que ativa, estimula ou trava o nascimento de novas estrelas. As imagens resultantes são deslumbrantes, fornecendo-nos informações espectacularmente coloridas sobre as maternidades estelares das nossas galáxias vizinhas.

“Há tantos mistérios que queremos desvendar,” diz a co-autora deste estudo Kathryn Kreckel da Universidade de Heidelberg na Alemanha. “Será que as estrelas nascem mais frequentemente em regiões específicas das suas galáxias hospedeiras — e, se sim, porquê? E, após o seu nascimento, será que a sua evolução influencia a formação de novas gerações de estrelas?”

Os astrónomos serão agora capazes de responder a estas questões graças à riqueza de informação contida nos dados do MUSE e do ALMA que a equipa PHANGS obteve. O MUSE colecta espectros — os “códigos de barra” que os astrónomos analisam para desvendar as propriedades e natureza dos objetos cósmicos — em cada localização do seu campo de visão, fornecendo assim muito mais informação do que os instrumentos tradicionais. No âmbito do projeto PHANGS, o MUSE observou 30 000 nebulosas de gás quente e colectou cerca de 15 milhões de espectros de diferentes regiões galácticas. As observações ALMA, por sua vez, permitiram aos astrónomos mapear cerca de 100 000 regiões de gás frio em 90 galáxias próximas, produzindo um atlas de maternidades estelares do Universo próximo com uma nitidez sem precedentes.

Para além de observações do ALMA e do MUSE, o projeto PHANGS conta também com dados do Telescópio Espacial Hubble da NASA/ESA. Os vários observatórios foram seleccionados de modo a permitirem à equipa observar as nossas galáxias vizinhas em diferentes comprimentos de onda (visível, infravermelho próximo e rádio), com cada domínio de comprimentos de onda a revelar partes distintas das galáxias observadas. “Esta combinação de dados permite-nos investigar as várias fases da formação estelar — desde a formação de maternidades estelares, passando pela formação das estrelas propriamente dita, até à destruição final das maternidades por parte das estrelas recém nascidas — com mais detalhe do que o que seria possível com observações individuais,” explica o co-autor 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.”

O trabalho levado a cabo no âmbito do projeto PHANGS será melhorado por futuros telescópios e instrumentos, tais como o Telescópio Espacial James Webb 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), o qual se prevê que comece a operar mais para o final desta década e que nos fornecerá assim um olhar ainda mais detalhado das estruturas das maternidades estelares.

“Tão extraordinário quanto o PHANGS possa ser, a resolução dos mapas produzidos é apenas suficiente para identificar e separar nuvens de formação estelar individuais, não sendo suficientemente boa para observarmos com detalhe o que está a acontecer no seu interior,” explica Eva Schinnerer, líder do grupo de investigação do Instituto Max Planck de Astronomia, na Alemanha, e investigadora principal do projeto PHANGS. “Novos esforços observacionais levados a cabo pela nossa equipa, e outras pessoas, começam a esticar estes limites, ou seja, temos décadas de descobertas excitantes à nossa frente.”