Usando o Telescópio Espacial James Webb (JWST), os astrônomos estão descobrindo os segredos das primeiras galáxias, o universo infantil empoeirado que se torna essencial para o nascimento de novas estrelas e o crescimento das galáxias.
Porém, ao mesmo tempo JWST Embora muitas destas primeiras galáxias sejam suficientemente poderosas para serem observadas, ainda são ténues quando examinadas em grande detalhe. Portanto, a equipe no centro desta pesquisa trabalhou em torno disso, estudando uma galáxia muito próxima e moderna que possui muitas características semelhantes às das primeiras galáxias do universo.
Em vez de poder estudar os processos que ocorreram no universo primitivo que permitiram que as galáxias fossem “semeadas com metais” (os astrônomos usam isso para descrever elementos mais pesados. Hidrogênio e hélio), os investigadores voltaram a sua atenção para uma galáxia anã a 4,6 milhões de anos-luz de distância.
“Ainda é difícil estudar diretamente as galáxias que povoaram o Universo primitivo, razão pela qual a observação de galáxias como Sextans A, que apresentam condições químicas semelhantes, oferece uma oportunidade de ouro para compreender como se formou a primeira geração de estrelas e qual o papel que desempenharam na mudança do meio interestelar”, disse Claudio Cavetti, do Instituto Nacional.
Como Sextans A se torna semelhante às galáxias antigas?
O universo primitivo era um lugar muito monótono em termos de química. Isso ocorre porque era dominado pelo elemento leve hidrogênio com um pouco de hélio e um pequeno punhado de elementos ou metais mais pesados. Ou seja, as chamadas estrelas de primeira geração Estrelas POP IIIEra correspondentemente pobre em metal.
No entanto, durante a sua vida, as estrelas do POP III Hidrogênio ligado e hélio em seus centros para formar os elementos mais pesados. Quando essas estrelas originais chegaram ao fim de suas vidas, elas explodiram Explosões de supernovas Isto dispersou estes metais no meio interestelar, as vastas nuvens de poeira e gás entre as estrelas.
Eventualmente, manchas densas e frias nestas vastas nuvens colapsaram sob a sua própria gravidade, dando origem à próxima geração de estrelas, as estrelas POP II, que, graças às mortes por supernova dos seus progenitores, eram ricas em metais.
Nossa própria estrela, o solÉ classificada como estrela POP I, o que significa que é muito mais rica em metais do que estas estrelas de segunda geração. No entanto, nem todas as galáxias modernas são ricas em metais; Isto é especialmente verdade para galáxias anãs como a A de Sexton, que, apesar de estar no limite exterior do nosso quintal cósmico, “Grupo local.”
Como o Sextans A não é muito metálico, estima-se que represente apenas 1% a 7% dos elementos pesados encontrados no Sol. É um excelente proxy para o estudo de galáxias primitivas pobres em metais.
Usando os instrumentos NIRCam (Near-InfraRed Camera) e MIRI (Mid-Infrared Instrument) do JWST, Gavetti e colegas obtiveram observações de alta resolução de Sextans A que lhes permitiram mapear toda a população da galáxia anã durante o que é conhecido como uma “fase evolutiva”.
Esta fase ocorre quando estrelas maiores que o Sol expelem hélio em seus núcleos, criando um núcleo de carbono lento, mas a fusão nuclear continua nas camadas externas de queima alternada de hélio e hidrogênio. Conseqüentemente, essas estrelas “incharão” e aumentarão em brilho mil vezes.
As descobertas da equipe revelaram que cerca de 90% das estrelas assintóticas do ramo gigante vermelho que estudaram não estavam rodeadas por envelopes de poeira. No entanto, cerca de 20 destas estrelas estão incrustadas em densas camadas de poeira. Descobriram também que estas “fábricas de poeira” se formaram entre 2 mil milhões e 3 mil milhões de anos atrás a partir de estrelas com 1,5 vezes a sua massa inicial. A massa do sol.
A pesquisa é um avanço na compreensão de quais estrelas no universo primitivo tinham maior probabilidade de produzir poeira metálica que poderia enriquecer a próxima geração de estrelas. Ou seja, ajuda a traçar um quadro completo de como o universo que vemos hoje tomou forma.
Os cientistas por trás do estudo dizem que este tipo de pesquisa teria sido impossível antes da Web.
“O JWST permite-nos observar ambientes com detalhes sem precedentes que estavam fora do nosso alcance até alguns anos atrás”, disse Flavia Dell’Agli, membro da equipe do INAF. “O valor destes dados reside não apenas nas imagens, mas também na capacidade de compará-los com modelos teóricos e verificar até que ponto descrevem bem a evolução das estrelas.”
O estudo do painel foi publicado na segunda-feira (20 de julho). O Jornal Astrofísico.
