O Telescópio Espacial James Webb (JWST) continua a olhar para trás através do tempo cósmico, revelando os processos que criaram o universo como o vemos hoje.
Os astrônomos usaram o Telescópio Espacial James Webb para olhar através das nuvens empoeiradas de uma distante galáxia formadora de estrelas para investigar sua estrutura em detalhes. Eles descobriram que a galáxia está no meio de um starburst, uma onda explosiva na formação de estrelas possivelmente causada por uma colisão com outra galáxia.
Localizada a uma distância de cerca de 12 bilhões de anos-luz de distância, a galáxia GN20 é uma das primeiras galáxias formadoras de estrelas ativas estudadas em detalhes até agora pelos astrônomos. Também é uma das galáxias formadoras de estrelas empoeiradas mais luminosas já estudadas.
Relacionado: Telescópio Espacial James Webb (JWST) — Um guia completo
GN20 está localizado em uma região do espaço chamada superdensidade galáctica ou protoaglomerado. Nessas regiões, as galáxias acabarão se agrupando para formar uma coleção massiva chamada aglomerado galáctico.
A galáxia inicial, que foi vista como era quando o universo de 13,8 bilhões de anos tinha apenas cerca de 1,8 bilhão de anos, está formando estrelas a uma taxa de cerca de 1.860 vezes a massa do sol a cada ano. Gás molecular grumoso envolve a galáxia se expandindo para um diâmetro de cerca de 46.000 anos-luz, e essa matéria formadora de estrelas é achatada em um disco giratório gigante.
Galáxias formadoras de estrelas são cercadas por densas nuvens de poeira e gás que colapsam em manchas excessivamente densas para formar estrelas; estes também os tornam difíceis de investigar. Isso ocorre porque essas nuvens são hábeis em absorver a luz visível, mas a luz infravermelha passa muito mais facilmente por essa matéria formadora de estrelas. Isso significa que o JWST, que foi projetado para ver o universo em comprimentos de onda infravermelhos, é ideal para espiar além desses véus empoeirados para ver profundamente essas galáxias.
Para estudar GN20 e desvendar suas propriedades, os astrônomos liderados pelo cientista do Centro Espanhol de Astrobiologia, Luis Colina, usaram observações desta galáxia feitas pelo Mid-Infrared Instrument (MIRI) do JWST entre 23 e 24 de novembro de 2022.
Os astrônomos descobriram que a galáxia inicial de formação de estrelas tem um núcleo brilhante concentrado de estrelas densamente agrupadas em seu núcleo, cercadas por um envelope difuso de gás. Essa estrutura interna do GN20 está gerando estrelas a uma taxa de cerca de 500 vezes a massa do Sol a cada ano e tem feito isso por um período de cerca de 100 milhões de anos.
As observações também mostraram que esse núcleo tem menos de 2.600 anos-luz de diâmetro, enquanto seu envelope gasoso tem um diâmetro de cerca de 23.000 anos-luz.
O centro do gás está fora do centro em relação ao denso núcleo de estrelas do GN20, o que implica que o GN20 passou recentemente por um encontro com outra galáxia. Essa deformação no invólucro de gás pode ter sido o resultado da gravidade puxando-o quando as duas galáxias passaram uma pela outra, ou pode ser um artefato resultante de uma colisão e fusão mais permanente entre duas galáxias. Muitas vezes, teoriza-se que interações como essa são a causa de períodos intensos de formação estelar nas galáxias.
A equipe por trás desta pesquisa concluiu que o GN20 acabará se tornando uma galáxia massiva semelhante às encontradas no universo local ao redor da Via Láctea, com sua intensa formação estelar eventualmente chegando ao fim, deixando-a inativa ou quiescente.
Uma versão pré-impressa da pesquisa da equipe está atualmente em destaque no arXiv.org (abre em nova aba).
