Já faz mais de um ano desde que o Telescópio Espacial James Webb deixou a Terra. As primeiras observações de James Webb, consistindo em imagens de alta resolução e espectros espectroscópicos, foram publicadas em julho. A quinta imagem é um grupo de cinco galáxias chamado Quinteto de Stephan. (Leia o artigo relacionado – “Telescópio Espacial James Webb Revela Primeiras Observações”)
Quasar – Uma janela para o passado
Um dos objetos mais brilhantes do universo, um buraco negro supermassivo ativo (ou um núcleo galáctico ativo muito brilhante impulsionado por um buraco negro supermassivo) e um quasar (uma fonte de rádio quase estelar), só é encontrado a grandes distâncias e tem . Quanto mais próximo do solo, mais detalhada é a observação. No entanto, quasares não foram detectados recentemente no espaço, mas apenas no espaço distante.
Com a expansão do universo após o início do Big Bang e a mudança no ambiente do espaço, a densidade do universo passado e o universo atual podem ser muito diferentes. Por esta razão, os primeiros quasares do universo não estão mais ativos. É por isso que os quasares são encontrados apenas em universos distantes, indicando que os quasares nasceram em universos relativamente primitivos. Por esse motivo, os quasares às vezes são chamados de janelas do passado.
Em particular, pensa-se que galáxias densas, como as galáxias do pentagrama Stephan, eram mais prováveis de aparecer no universo inicial onde existiam quasares. Uma das galáxias constituintes do Pentagrama Stephan, NGC 7319, também é conhecida por ter um buraco negro supermassivo de 24 milhões de massas solares que emite energia luminosa equivalente a 40 bilhões de sóis.
Um instrumento de campo integrado, uma combinação de uma câmera e um espectroscópio – monitora o gás ao redor do buraco negro supermassivo
No Stefan’s Quintet, observações usando unidades de campo integradas (IFUs), que são uma combinação de uma câmera e um espectrômetro, tornaram-se um tema quente.
O núcleo galáctico ativo do NGC 7319 foi observado em detalhes usando o MRS (Medium Resolution Spectrometer) e o NIRSpec, o espectrômetro que compõe o instrumento MIRI, podendo ser fatiado em imagens e analisado (“slide and dice”).
Esse recurso se caracteriza por poder obter um espectro bidimensional da superfície celeste, perceber a estrutura espacial e calcular a composição do gás e a velocidade (medida pelo desvio do comprimento de onda de uma determinada linha de emissão) da estrutura. Os resultados acima, chamados de “cubo de dados”, foram usados pelo Telescópio Espacial James Webb para observar imagens detalhadas das características espectrais dos núcleos galácticos. (abreviatura do artigo relacionado – “Como a evolução da galáxia continuará – Parte 2”)
O MRS detectou gás ionizado por ventos fortes e buracos negros perto do núcleo galáctico ativo de um buraco negro supermassivo com comprimento de onda não estudado anteriormente e determinou sua composição. A parte azul na parte inferior da imagem esquerda mostra o movimento do gás ionizado em nossa direção, e a parte laranja mostra o movimento do gás ionizado para longe do observador. A imagem à direita mostra algumas das principais linhas de emissão, que permitem a identificação de diferentes gases. Os átomos de hidrogênio são destacados em azul e amarelo, a estrutura da saída pode ser rastreada e a presença de gases quentes pode ser rastreada observando os íons de ferro em azul e verde. Finalmente, observações de moléculas de hidrogênio frias e densas, mostradas em vermelho, nos permitem rastrear o fluxo de gás e os arredores do tanque de combustível do buraco negro. © JWST / NASA, ESA, CSA, STScI
O olhar mais atento de James Webb no buraco negro supermassivo no Centro Galáctico
James Webb, que tem sensibilidade sem precedentes aos comprimentos de onda infravermelhos, tem sensibilidade sem precedentes aos comprimentos de onda infravermelhos, porque estudar quasares e seus arredores, que só são encontrados a longas distâncias, pode dar dicas sobre como grupos de galáxias interagiram no início do universo. se assemelhar hoje é a ferramenta perfeita para examinar detalhadamente galáxias ou quasares.
Cosmólogos que estudaram o universo primitivo fizeram outra descoberta surpreendente usando o Telescópio Espacial James Webb. A espectroscopia no infravermelho próximo (NIRSpec) foi usada para investigar o movimento do gás e da poeira na galáxia e, através disso, as várias erupções ao redor do quasar e o movimento do gás e dos ventos foram observados. Estima-se que o quasar SDSS J165202.64 + 172852.3 que eles observaram tenha sido cerca de 11,5 bilhões de anos atrás, e tem uma cor vermelha incomum porque é desviado para o vermelho devido à distância, além da aparência vermelha original. (Ir para a imagem de alta resolução)
Segundo a NASA, o quasar é um dos quasares mais poderosos conhecidos até hoje. Sabe-se que a intensa emissão e atividade de quasares podem fazer com que “ventos galácticos” empurrem gás de galáxias próximas e afetem muito a formação de estrelas.
O Telescópio Espacial James Webb capturou recentemente outro quasar de centro galáctico, SDSS J165202.64 + 172852.3, em detalhes. © NASA, ESA, CSA, STScI, Dominika Wylezalek (ZAH), Andrey Vayner (JHU), Nadia Zakamska (JHU), Equipe Q-3D, Leah Hustak (STScI)
A imagem à esquerda foi tirada pelo Telescópio Espacial Hubble. O padrão de altura de difração que muda dependendo da forma do espelho principal do telescópio e seu suporte é consistente com o modelo do Telescópio Espacial Hubble (o padrão de difração octogonal do Telescópio Espacial James Webb). 64 + 172.852,3 e galáxias circundantes e corpos celestes são mostrados.
Por outro lado, as imagens à direita e na parte inferior mostram o quasar SDSS J165202.64 + 172852.3, obtidas com o Telescópio Espacial James Webb usando múltiplos comprimentos de onda. Distribuições de gás recentemente observadas e movimentos perto do centro do quasar são mostrados. Em particular, a imagem à direita é o resultado de uma observação que consiste em quatro imagens de diferentes comprimentos de onda usando a função de dispositivo de campo integrado do instrumento NIRSpec.
As quatro imagens inferiores mostram o oxigênio duplamente ionizado e suas velocidades relativas ao longo da massa. Quanto mais vermelha a cor, mais rápido o gás se afasta de nossa linha de visão em comparação com um quasar, e quanto mais azul o gás, mais rápido ele viaja em nossa direção em comparação com um quasar. Verde indica o movimento de gases cujas velocidades radiais são semelhantes aos quasares.
Um quasar cercado por pelo menos três galáxias
Com o instrumento NIRSpec, é possível obter um espectro sobre uma ampla área, o que permite mapear o movimento da matéria circundante. Os astrônomos que estudam o fluxo de gás e o movimento dos ventos galácticos que cercam o quasar SDSS J165202.64 + 172852.3 revelaram que o quasar vermelho é cercado por pelo menos três galáxias e por um protoplaneta. Além disso, as três galáxias orbitam umas às outras a velocidades incrivelmente altas, o que indica a presença de uma enorme quantidade de massa.
De acordo com a Dra. Dominica Welsalek, astrônoma da Universidade de Heidelberg, na Alemanha, que liderou o estudo, o movimento das três galáxias e a circunferência do quasar indicam que a região acima é uma das mais densas da galáxia cósmica primitiva. A formação previu que seria mesmo assumir que a existência de matéria escura não é suficiente para explicar esse fenômeno denso e semelhante a um nó, acrescentou ela. Ela também acrescentou que, como não há observações ou informações sobre grupos primitivos que se formaram tão cedo, uma análise mais aprofundada dessas descobertas pode fornecer uma compreensão mais profunda do que estava acontecendo no universo primitivo. Em particular, pode nos ajudar a entender como as galáxias evoluem em ambientes densos.
Os dados observacionais mostraram que as interações entre galáxias vizinhas estavam ocorrendo claramente, graças à sensibilidade do instrumento NIRSpec, disse o Dr. Andre Weiner da Universidade Johns Hopkins em Maryland, que realizou a observação.
Dr. Willisalek planeja acompanhar as observações de outros aglomerados de galáxias primordiais e aglomerados de galáxias com redshift muito alto, e estudará esses aglomerados para determinar a densidade da estrutura, bem como a presença de um buraco negro supermassivo ativo no centro. Ele disse que planeja estudar como isso pode ser afetado.
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