Gerenciado pelo Laboratório de Propulsão a Jato da NASA durante o lançamento, o Instrumento de Infravermelho Médio de Webb também revelou jatos de gás fluindo para o espaço vindos das estrelas gêmeas.
Os cientistas recentemente tiveram uma grande surpresa do Telescópio Espacial James Webb da NASA quando direcionaram o observatório para um grupo de estrelas jovens chamado WL 20. A região tem sido estudada desde a década de 1970 com pelo menos cinco telescópios, mas foi necessária a resolução sem precedentes e instrumentos especializados de Webb. para revelar que o que os investigadores há muito pensavam ser uma das estrelas, WL 20S, é na verdade um par que se formou há cerca de 2 milhões a 4 milhões de anos.
A descoberta foi feita usando o Instrumento de Infravermelho Médio (MIRI) de Webb e foi apresentada na 244ª reunião da Sociedade Astronômica Americana em 12 de junho. O MIRI também descobriu que os gêmeos têm jatos de gás correspondentes fluindo para o espaço a partir de seus pólos norte e sul.
A concepção deste artista mostra duas jovens estrelas chegando ao fim de sua formação. Circundando as estrelas estão discos de restos de gás e poeira a partir dos quais os planetas podem se formar. Jatos de gás disparam dos pólos norte e sul das estrelas.
Crédito: US NSF/NSF NRAO/B. Saxton” “Ficamos de queixo caído”, disse a astrônoma Mary Barsony, autora principal de um novo artigo que descreve os resultados. “Depois de estudar esta fonte durante décadas, pensamos que a conhecíamos muito bem. Mas sem o MIRI não saberíamos que se tratava de duas estrelas ou que estes jatos existiam. Isso é realmente surpreendente. É como ter olhos novos.”
A equipe teve outra surpresa quando observações adicionais realizadas pelo Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), um grupo de mais de 60 antenas de rádio no Chile, revelaram que discos de poeira e gás circundam ambas as estrelas. Com base na idade das estrelas, é possível que planetas estejam se formando nesses discos.
Os resultados combinados indicam que as estrelas gémeas estão a aproximar-se do fim deste período inicial das suas vidas, o que significa que os cientistas terão a oportunidade de aprender mais sobre como as estrelas fazem a transição da juventude para a idade adulta.
“O poder destes dois telescópios juntos é realmente incrível”, disse Mike Ressler, cientista do projeto MIRI no Laboratório de Propulsão a Jato da NASA e coautor do novo estudo. “Se não tivéssemos visto que se tratava de duas estrelas, os resultados do ALMA poderiam ter parecido apenas um único disco com uma lacuna no meio. Em vez disso, temos novos dados sobre duas estrelas que estão claramente num ponto crítico das suas vidas , quando os processos que os formaram estão desaparecendo.”
Jatos Estelares
Esta imagem do grupo estelar WL 20 combina dados do Atacama Large Millimeter/submillimeter Array e do instrumento Mid-Infrared do telescópio Webb da NASA. Os jatos de gás que emanam dos pólos das estrelas gêmeas aparecem em azul e verde; discos de poeira e g… Crédito: US NSF; NSF NRAO; ALMA; NASA/JPL-Caltech; B. Saxton” WL 20 reside numa região de formação estelar muito maior e bem estudada da Via Láctea chamada Rho Ophiuchi, uma enorme nuvem de gás e poeira a cerca de 400 anos-luz da Terra.
Na verdade, WL 20 está escondido atrás de espessas nuvens de gás e poeira que bloqueiam a maior parte da luz visível (comprimentos de onda que o olho humano pode detectar) das estrelas de lá. Webb detecta comprimentos de onda ligeiramente mais longos, chamados infravermelhos, que podem passar por essas camadas. O MIRI detecta os comprimentos de onda infravermelhos mais longos de qualquer instrumento no Webb e está, portanto, bem equipado para observar regiões obscuras de formação de estrelas como WL 20.
Muitas vezes, as ondas de rádio também podem penetrar na poeira, embora possam não revelar as mesmas características da luz infravermelha. Os discos de gás e poeira que rodeiam as duas estrelas em WL 20S emitem luz numa faixa que os astrónomos chamam de submilimétrica; estes também penetraram nas nuvens de gás circundantes e foram observados pelo ALMA.
Mas os cientistas poderiam facilmente ter interpretado essas observações como evidência de um único disco com uma lacuna se o MIRI também não tivesse observado os dois jatos estelares. Os jatos de gás são compostos de íons, ou átomos individuais com alguns elétrons removidos que irradiam em comprimentos de onda do infravermelho médio, mas não em comprimentos de onda submilimétricos. Somente um instrumento infravermelho com resolução espacial e espectral como o do MIRI poderia vê-los.
Estas quatro imagens mostram o sistema estelar WL 20 visto (a partir da esquerda) pelo Telescópio Infravermelho da NASA no Observatório Mauna Kea, pelo telescópio Hale de 5,0 metros, pelo Observatório Palomar, pelo telescópio Keck II, e pelo telescópio Webb da NASA e pelo Ata. .. Crédito: NSF dos EUA; NSF NRAO; ALMA; NASA/JPL-Caltech; B. Saxton; Carnegie/Caltech” ALMA também pode observar nuvens de restos de material de formação em torno de estrelas jovens. Compostas por moléculas inteiras, como o monóxido de carbono, estas nuvens de gás e poeira irradiam luz nestes comprimentos de onda mais longos. A ausência dessas nuvens nas observações do ALMA mostra que as estrelas estão além de sua fase inicial de formação.
“É incrível que esta região ainda tenha tanto para nos ensinar sobre o ciclo de vida das estrelas”, disse Ressler. “Estou emocionado em ver o que mais Webb irá revelar.”
Mais sobre a missão
O Telescópio Espacial James Webb é o principal observatório de ciências espaciais do mundo. Webb está resolvendo mistérios em nosso sistema solar, olhando além, para mundos distantes em torno de outras estrelas, e investigando as misteriosas estruturas e origens de nosso universo e nosso lugar nele. Webb é um programa internacional liderado pela NASA com os seus parceiros, ESA (Agência Espacial Europeia) e CSA (Agência Espacial Canadense).
O MIRI foi desenvolvido através de uma parceria 50-50 entre a NASA e a ESA. Uma divisão da Caltech em Pasadena, Califórnia, o JPL liderou os esforços dos EUA para o MIRI, e um consórcio multinacional de institutos astronómicos europeus contribui para a ESA. George Rieke, da Universidade do Arizona, é o líder da equipe científica do MIRI. Gillian Wright é a principal investigadora europeia do MIRI.
O desenvolvimento do criocooler MIRI foi liderado e gerenciado pelo JPL, em colaboração com a Northrop Grumman em Redondo Beach, Califórnia, e o Goddard Space Flight Center da NASA em Greenbelt, Maryland.
