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O Telescópio Espacial James Webb capturou imagens brilhantes de 19 galáxias Galáxias espirais — e os milhões de estrelas que eles chamam de lar — com detalhes sem precedentes que os astrónomos nunca tinham visto antes.

A capacidade única de Webb de observar o universo em diferentes comprimentos de onda do infravermelho, como o infravermelho próximo e o infravermelho médio, expõe as estrelas, o gás e a poeira dentro da estrutura complexa de cada galáxia.

Os astrônomos pensam assim cerca de 60% De todas as galáxias, elas são galáxias espirais – e nosso sistema solar está localizado em um dos braços espirais da Via Láctea. As observações de Webb poderão ajudar os astrónomos a compreender melhor a formação estelar e a evolução de galáxias espirais como a nossa.

Quando vistas de frente, cada galáxia nas novas imagens possui braços espirais carregados de estrelas. O centro de cada galáxia é marcado por aglomerados de estrelas antigas ou Buracos negros supermassivos.

As observações foram feitas como parte do PHANGS, ou Física de resolução de alto ângulo em galáxias próximas, projeto. Mais de 100 astrónomos de todo o mundo participam no programa, que também analisa dados do Telescópio Espacial Hubble, do instrumento MUSE do Very Large Telescope do Observatório Espacial Europeu e do Atacama Large Millimeter/submillimeter Array no Chile.

Dados de diferentes telescópios permitem aos astrónomos fazer observações em diferentes comprimentos de onda da luz visível, ultravioleta e rádio. Adicionar os insights infravermelhos de Webb poderia ajudar a resolver algumas das lacunas de monitoramento.

“As novas imagens de Webb são extraordinárias”, disse Janice Lee, membro principal do PHANGS e cientista do projeto para Novas Missões e Iniciativas Estratégicas no Instituto de Ciência do Telescópio Espacial em Baltimore, em um comunicado. “É surpreendente até mesmo para os investigadores que estudam estas mesmas galáxias há décadas. As bolhas e os filamentos estão resolvidos nas escalas mais pequenas alguma vez observadas e contam uma história sobre o ciclo de formação estelar.”

Os astrônomos usaram uma webcam infravermelha próxima para observar milhões de estrelas, que parecem azuis brilhantes, agrupadas em aglomerados e também espalhadas pelos braços das 19 galáxias. Entretanto, o instrumento de infravermelho médio do Webb destaca a poeira brilhante que rodeia as estrelas, bem como as estrelas vermelhas ainda em formação, rodeadas por gás e poeira que ajudam as estrelas a crescer.

“É aqui que podemos encontrar as estrelas mais novas e massivas nas galáxias”, disse Eric Rozolovski, membro do núcleo do PHANGS e professor de física na Universidade de Alberta, em Edmonton, num comunicado.

Os braços espirais estão praticamente brilhando com gás laranja-avermelhado nas imagens da web. As imagens serão usadas para ajudar os astrônomos a determinar a distribuição de gás e poeira em galáxias espirais, bem como como as galáxias são alimentadas e a formação de estrelas cessa.

“Essas estruturas tendem a seguir o mesmo padrão em certas partes das galáxias”, disse Rozolovsky. “Pensamos nelas como ondas, e o seu espaçamento diz-nos muito sobre como a galáxia distribui gás e poeira.”

Webb também capturou grandes vazios esféricos em forma de concha entre o gás galáctico e a poeira, que provavelmente foram escavados por explosões estelares.

“Esses buracos podem ter se formado como resultado da explosão de uma ou mais estrelas, criando buracos gigantes no material interestelar”, disse Adam Leroy, membro principal do PHANGS e professor de astronomia na Ohio State University em Columbus, em um comunicado.

Os astrônomos acreditam que as galáxias são formadas de dentro para fora. A formação de estrelas começa no centro da galáxia antes de ondular através dos braços em espiral. Isto significa que a distância de uma estrela ao núcleo galáctico é proporcional à sua idade, pelo que é provável que as estrelas mais jovens estejam mais distantes do núcleo galáctico. Aglomerados de estrelas azuis perto dos centros de cada galáxia indicam estrelas mais antigas.

Enquanto isso, algumas galáxias apresentam saliências vermelho-rosadas perto de seus centros.

“Este é um sinal claro de que pode haver um buraco negro supermassivo ativo”, disse Eva Scheiner, membro principal do PHANGS e cientista do Instituto Max Planck de Astronomia em Heidelberg, Alemanha, num comunicado. “Ou os aglomerados de estrelas próximos ao centro são tão brilhantes que saturam aquela área da imagem.”

Os cientistas estão muito entusiasmados em estudar o grande número de estrelas reveladas pelas novas imagens de Webb, segundo Leroy.

“As estrelas podem viver durante milhares de milhões ou biliões de anos”, disse Leroy. “Ao catalogar com precisão todos os tipos de estrelas, podemos construir uma visão mais confiável e abrangente dos seus ciclos de vida.”