Usando o Telescópio Espacial James Webb, os astrônomos mergulharam profundamente em um jovem aglomerado estelar massivo e altamente intrigante na Via Láctea. É chamado de Westerlund 1. Localizado a cerca de 12.000 anos-luz da Terra, Westerlund 1 é também o aglomerado de estrelas supermassivas mais próximo de nós.
Aglomerados de estrelas supermassivas como Westerlund 1 são agrupamentos de estrelas que contêm massas equivalentes a dezenas de milhares de sóis. Nestes superaglomerados, os processos que favorecem os ambientes de formação estelar e impulsionam o nascimento de estrelas e planetas são extremamente eficientes.
Com mais de 6,6 anos-luz de largura, Westerlund 1 tem uma massa igual a cerca de 63.000 sóis. Albergando a maior e mais compacta população de estrelas monstruosas da Via Láctea, com centenas de estrelas muito massivas agrupadas numa região relativamente pequena, Westerlund 1 é um alvo tentador para os astrónomos que pretendem compreender melhor uma série de fenómenos estelares e a evolução da evolução planetária. sistemas.
A nova imagem e as descobertas associadas sobre Westerlund 1 foram entregues pelo Extended Westerlund 1 and 2 Open Clusters Survey (EWOCS).
“Nós reduzimos o nosso limite de detecção para as anãs marrons do aglomerado, que são as menores estrelas que podem se formar!” O líder da equipe EWOCS, Mario Giuseppe, do Observatório Astronômico de Palermo, na Itália, disse ao Space.com. “Assim, seremos capazes de determinar o verdadeiro conteúdo do aglomerado e medir propriedades como a distribuição de massa de suas estrelas.”
O Telescópio Espacial James Webb (JWST) também oferece observações detalhadas e profundas obtidas em comprimentos de onda infravermelhos de luz que podem ser usadas para destacar estrelas jovens ainda rodeadas por discos protoplanetários geradores de planetas.
“Eles podem estar formando planetas neste momento”, continuou Giuseppe. “Tudo isto nos permitirá, pela primeira vez, determinar o impacto do ambiente de explosão estelar nos produtos da formação estelar e no processo de formação planetária.”
Westerlund 1 é um país das maravilhas para os astrônomos
O EWOCS não trabalha apenas com observações do JWST, mas também com dados do Telescópio Espacial Hubble, do Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), do Telescópio Espacial de Raios-X Chandra da NASA e muito mais, para estudar Westerlund 1, bem como o superaglomerado ligeiramente mais diminuto Westerlund 2.
“Westerlund 1 alberga a maior e mais compacta população de estrelas massivas que conhecemos na galáxia, com centenas de estrelas muito massivas agrupadas numa região muito pequena, quase todas elas em sistemas binários próximos,” disse Giuseppe. “Nesses casos, o ambiente de formação estelar é dominado por radiação energética (UV e raios X) e partículas de alta velocidade e alta energia, que regulam a formação de estrelas e planetas”.
Uma série de condições diferentes nas galáxias pode determinar a taxa de formação das estrelas. Por exemplo, épocas de intenso nascimento de estrelas, conhecidas como “períodos de explosão estelar”, podem ser desencadeadas quando galáxias colidem para causar um influxo de gás e poeira, que são os blocos de construção de novas estrelas.
“Nestes casos, o ambiente típico de formação estelar assume a forma de regiões de formação estelar muito massivas e supermassivas,” disse Giuseppe.
Tais casos eram mais comuns no universo inicial e turbulento, quando as colisões galácticas eram mais prováveis de ocorrer. As taxas de formação foram reduzidas na Via Láctea porque é uma galáxia “moderna”, o que significa que as regiões de explosão estelar são poucas e distantes entre si.
“A Via Láctea hoje abriga apenas alguns aglomerados supermassivos, com menos de dez conhecidos”, continuou Giuseppe. “Essas poucas regiões são de importância crucial porque nos permitem estudar as condições de formação de estrelas e planetas que são típicas de galáxias com explosão estelar no universo primitivo e estender nosso conhecimento sobre a formação de estrelas e planetas aos ambientes de formação estelar mais extremos e energéticos. conhecemos.”
É isso que torna o estudo de Westerlund 1, uma dessas regiões, tão importante.
Os superaglomerados são frequentemente obscurecidos por nuvens de gás e poeira entre as estrelas da Via Láctea e geralmente estão enterrados em campos estelares densos. Isso significa que estudar esses locais de intensa formação estelar, especialmente ao investigar estrelas de menor massa na região, requer um telescópio poderoso com uma grande área de coleta de luz que possa capturar luz infravermelhaque, como mencionado brevemente, é capaz de deslizar através de densas nuvens de matéria interestelar. A luz visível não pode fazer isso.
É por isso que a equipe do EWOCS recorreu ao JWST e suas principais ferramentas, o Mid-Infrared Instrument (MIRI) e a Near-Infrared Camera (NIRCam). Embora Westerlund 1 tenha sido estudado por muitos outros telescópios, incluindo o Hubble, o JWST ainda forneceu a Giuseppe e colegas alguns resultados inesperados.
“As principais surpresas vieram das imagens do MIRI, que revelaram uma nebulosidade densa e estruturada (gás e poeira) ao redor e dentro do aglomerado”, disse o pesquisador. “Tal nebulosidade dificilmente pode ser um remanescente da nuvem parental a partir da qual o aglomerado se formou há cerca de 5 milhões de anos.”
Isto ocorre porque aglomerados jovens com uma população moderada de estrelas massivas criam grandes cavidades nas suas nuvens ao longo de menos de um milhão de anos.
“Westerlund 1 abriga a população estelar mais massiva conhecida num aglomerado galáctico e tem pelo menos 5 milhões de anos, por isso deveria ter limpado todas as suas nuvens”, disse Giuseppe. “Nas imagens MIRI, pensamos estar a testemunhar a acumulação de material intraenxame a partir do gás e poeira ejectados pelas estrelas mais massivas dos enxames durante as suas fases finais de evolução, e a interacção entre os ventos produzidos por diferentes tipos de estrelas massivas. .”
Giuseppe acrescentou que as imagens do MIRI também revelaram fluxos e conchas peculiares em torno das estrelas massivas mais evoluídas de Westerlund 1.
“Nos próximos dois a três anos, publicaremos a maior parte da ciência do EWOCS”, disse Giuseppe. A pesquisadora explicou que o próximo lançamento será um estudo do gás quente intraaglomerado no aglomerado, estudado por meio da emissão difusa em raios X.
A equipa EWOCS irá então divulgar uma análise dos fenómenos de alta energia que ocorrem em alguns dos objetos compactos de Westerlund 1, bem como calcular a distribuição de massa das estrelas de baixa massa no aglomerado. Os investigadores pretendem também analisar a população portadora de discos do aglomerado e realizar um estudo dos fluxos em torno das estrelas mais evoluídas da região, nomeadamente as supergigantes vermelhas e as hipergigantes amarelas.
“Isso é apenas para mencionar alguns. Todos estes estudos serão possíveis não só graças ao JWST, mas também a outros grandes observatórios de raios-X, como o Chandra, o ALMA e o Hubble,” concluiu Giuseppe. “Além disso, a análise das observações de Westerlund 2, um enxame ligeiramente menos massivo mas mais jovem que o Westerlund 1, está numa boa fase e começaremos a publicar esses resultados em breve.”
A pesquisa da equipe foi aceita para publicação na revista Astronomy & Astrophysics e está disponível como pré-impressão no site do repositório arXiv.
