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Fogo de artifício galáctico: novas imagens do ESO revelam estruturas impressionantes em galáxias próximas

16 de Julho de 2021

Uma equipa de astrónomos divulgou novas observações de galáxias próximas que parecem fogos de artifício cósmicos coloridos. As imagens, obtidas com o auxílio do Very Large Telescope (VLT) do ESO, mostram diferentes componentes das galáxias em cores distintas, permitindo assim aos astrónomos localizar estrelas jovens e o gás que as circunda, aquecido pelas próprias estrelas. Ao combinar estas novas observações com dados do Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), do qual o ESO é um parceiro, a equipa ajuda a lançar nova luz sobre os processos que levam o gás a formar estrelas.

Os astrónomos sabem que as estrelas nascem em nuvens de gás, mas o que dá origem à formação estelar, e como é que as galáxias como um todo participam neste processo, permanece um mistério. Para compreender este fenómeno, uma equipa de investigadores observou várias galáxias próximas com telescópios poderosos, tanto a partir do solo como do espaço, mapeando as diferentes regiões galácticas envolvidas no nascimento das estrelas.

Pela primeira vez conseguimos resolver unidades individuais de formação estelar para uma grande variedade de localizações e meios numa amostra que representa bem os diferentes tipos de galáxias,” diz Eric Emsellem, astrónomo do ESO na Alemanha e autor principal do artigo científico que descreve este rastreio, levado a cabo no âmbito do projeto PHANGS (Physics at High Angular resolution in Nearby GalaxieS). “Conseguimos observar de forma direta o gás que leva aos nascimento das estrelas, vemos as jovens estrelas propriamente ditas e testemunhamos a sua evolução ao longo de diversas fases.

Emsellem, que também tem afiliação à Universidade de Lyon, França, e a sua equipa divulgaram agora o mais recente conjunto de scans galácticos, obtidos com o instrumento MUSE (Multi-Unit Spectroscopic Explorer) montado no Very Large Telescope (VLT) do ESO, no deserto chileno do Atacama. Os investigadores utilizaram o MUSE para observar estrelas recém nascidas e o gás quente que as rodeia, o qual é iluminado e aquecido pelas próprias estrelas, tornando-se assim numa prova concreta da ocorrência de formação estelar.

As novas imagens MUSE estão agora a ser combinadas com observações das mesmas galáxias obtidas com o Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) e divulgadas no início deste ano. O ALMA, que está localizado no Chile, é especialmente adequado para mapear nuvens de gás frio — as partes das galáxias que fornecem material para a formação de estrelas.

Ao combinar imagens MUSE e ALMA, os astrónomos podem examinar as regiões galácticas onde está a ocorrer formação estelar e compará-las aos locais onde se espera que este fenómeno ocorra, de modo a compreenderem melhor o que ativa, estimula ou trava o nascimento de novas estrelas. As imagens resultantes são deslumbrantes, fornecendo-nos informações espectacularmente coloridas sobre as maternidades estelares das nossas galáxias vizinhas.   
   
Há tantos mistérios que queremos desvendar,” diz a co-autora deste estudo Kathryn Kreckel da Universidade de Heidelberg na Alemanha. “Será que as estrelas nascem mais frequentemente em regiões específicas das suas galáxias hospedeiras — e, se sim, porquê? E, após o seu nascimento, será que a sua evolução influencia a formação de novas gerações de estrelas?

Os astrónomos serão agora capazes de responder a estas questões graças à riqueza de informação contida nos dados do MUSE e do ALMA que a equipa PHANGS obteve. O MUSE colecta espectros — os “códigos de barra” que os astrónomos analisam para desvendar as propriedades e natureza dos objetos cósmicos — em cada localização do seu campo de visão, fornecendo assim muito mais informação do que os instrumentos tradicionais. No âmbito do projeto PHANGS, o MUSE observou 30 000 nebulosas de gás quente e colectou cerca de 15 milhões de espectros de diferentes regiões galácticas. As observações ALMA, por sua vez, permitiram aos astrónomos mapear cerca de 100 000 regiões de gás frio em 90 galáxias próximas, produzindo um atlas de maternidades estelares do Universo próximo com uma nitidez sem precedentes.

Para além de observações do ALMA e do MUSE, o projeto PHANGS conta também com dados do Telescópio Espacial Hubble da NASA/ESA. Os vários observatórios foram seleccionados de modo a permitirem à equipa observar as nossas galáxias vizinhas em diferentes comprimentos de onda (visível, infravermelho próximo e rádio), com cada domínio de comprimentos de onda a revelar partes distintas das galáxias observadas. “Esta combinação de dados permite-nos investigar as várias fases da formação estelar — desde a formação de maternidades estelares, passando pela formação das estrelas propriamente dita, até à destruição final das maternidades por parte das estrelas recém nascidas — com mais detalhe do que o que seria possível com observações individuais,” explica o co-autor do estudo Francesco Belfiore do INAF-Arcetri em Florença, Itália. “Esta é a primeira vez que conseguimos reunir um conjunto tão completo de dados, com imagens suficientemente nítidas para podermos distinguir nuvens, estrelas e nebulosas individuais, que apontam para a formação estelar.

O trabalho levado a cabo no âmbito do projeto PHANGS será melhorado por futuros telescópios e instrumentos, tais como o Telescópio Espacial James Webb da NASA. Os dados obtidos com este telescópio irão estabelecer uma base ainda melhor para observações que serão executadas com o futuro Extremely Large Telescope do ESO (ELT), o qual se prevê que comece a operar mais para o final desta década e que nos fornecerá assim um olhar ainda mais detalhado das estruturas das maternidades estelares.

Tão extraordinário quanto o PHANGS possa ser, a resolução dos mapas produzidos é apenas suficiente para identificar e separar nuvens de formação estelar individuais, não sendo suficientemente boa para observarmos com detalhe o que está a acontecer no seu interior,” explica Eva Schinnerer, líder do grupo de investigação do Instituto Max Planck de Astronomia, na Alemanha, e investigadora principal do projeto PHANGS. “Novos esforços observacionais levados a cabo pela nossa equipa, e outras pessoas, começam a esticar estes limites, ou seja, temos décadas de descobertas excitantes à nossa frente.

Informações adicionais

A equipa internacional PHANGS é composta por mais de 90 cientistas, desde mestrandos a pessoas já reformadas, que trabalham em 30 institutos diferentes em quatro continentes. O grupo de trabalho que executou a redução dos dados MUSE é liderado por Eric Emsellem (Observatório Europeu do Sul, Garching, Alemanha, e Centre de Recherche Astrophysique de Lyon, Université de Lyon, ENS de Lyon, Saint-Genis Laval, França) e inclui Francesco Belfiore (INAF Osservatorio Astrofisico di Arcetri, Florence, Itália), Guillermo Blanc (Carnegie Observatories, Pasadena, EUA), Enrico Congiu (Universidad de Chile, Santiago, Chile e Observatório de Las Campanas, Carnegie Institution for Science, Atacama Region, Chile), Brent Groves (The University of Western Australia, Perth, Austrália), I-Ting Ho (Instituto Max Planck Institute de Astronomia, Heidelberg, Alemanha [MPIA]), Kathryn Kreckel (Universidade de Heidelberg, Heidelberg, Alemanha), Rebecca McElroy (Sydney Institute for Astronomy, Sydney, Austrália), Ismael Pessa (MPIA), Patricia Sanchez-Blazquez (Complutense University of Madrid, Madrid, Espanha), Francesco Santoro (MPIA), Fabian Scheuermann (Universidade de Heidelberg, Heidelberg, Alemanha) e Eva Schinnerer (MPIA).  

No arquivo público de imagens do ESO está disponível uma amostra de imagens PHANGS.

O ESO é a mais importante organização europeia intergovernamental para a investigação em astronomia e é de longe o observatório astronómico mais produtivo do mundo. O ESO tem 16 Estados Membros: Alemanha, Áustria, Bélgica, Dinamarca, Espanha, Finlândia, França, Holanda, Irlanda, Itália, Polónia, Portugal, Reino Unido, República Checa, Suécia e Suíça, para além do país de acolhimento, o Chile, e a Austrália, um parceiro estratégico. O ESO destaca-se por levar a cabo um programa de trabalhos ambicioso, focado na concepção, construção e operação de observatórios astronómicos terrestres de ponta, que possibilitam aos astrónomos importantes descobertas científicas. O ESO também tem um papel importante na promoção e organização de cooperação na investigação astronómica. O ESO mantém em funcionamento três observatórios de ponta no Chile: La Silla, Paranal e Chajnantor. No Paranal, o ESO opera  o Very Large Telescope e o Interferómetro do Very Large Telescope, o observatório astronómico óptico mais avançado do mundo, para além de dois telescópios de rastreio: o VISTA, que trabalha no infravermelho, e o VLT Survey Telescope, concebido exclusivamente para mapear os céus no visível. O ESO é também um parceiro principal em duas infraestruturas situadas no Chajnantor, o APEX e o ALMA, o maior projeto astronómico que existe atualmente. E no Cerro Armazones, próximo do Paranal, o ESO está a construir o Extremely Large Telescope (ELT) de 39 metros, que será “o maior olho do mundo virado para o céu”.

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Heidelberg, Germany
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Este texto é a tradução da Nota de Imprensa do ESO eso2110, cortesia do ESON, uma rede de pessoas nos Países Membros do ESO, que servem como pontos de contacto local com os meios de comunicação social, em ligação com os desenvolvimentos do ESO. A representante do nodo português é Margarida Serote.

Sobre a Nota de Imprensa

Nº da Notícia:eso2110pt
Nome:NGC 1087, NGC 1300, NGC 3627, NGC 4254, NGC 4303
Tipo:Local Universe : Galaxy : Type : Spiral
Local Universe : Galaxy : Type : Barred
Facility:Atacama Large Millimeter/submillimeter Array, Very Large Telescope
Instruments:MUSE

Imagens

Cinco galáxias observadas a diferentes comprimentos de onda com o MUSE do VLT do ESO
Cinco galáxias observadas a diferentes comprimentos de onda com o MUSE do VLT do ESO
NGC 4303 observada a diferentes comprimentos de onda com o MUSE do VLT do ESO
NGC 4303 observada a diferentes comprimentos de onda com o MUSE do VLT do ESO
NGC 4254 observada a diferentes comprimentos de onda com o MUSE do VLT do ESO
NGC 4254 observada a diferentes comprimentos de onda com o MUSE do VLT do ESO
NGC 3627 observada a diferentes comprimentos de onda com o MUSE do VLT do ESO
NGC 3627 observada a diferentes comprimentos de onda com o MUSE do VLT do ESO
NGC 1087 observada a diferentes comprimentos de onda com o MUSE do VLT do ESO
NGC 1087 observada a diferentes comprimentos de onda com o MUSE do VLT do ESO
NGC 1300 observada a diferentes comprimentos de onda com o MUSE do VLT do ESO
NGC 1300 observada a diferentes comprimentos de onda com o MUSE do VLT do ESO
NGC 4303 observada a diferentes comprimentos de onda com o VLT e o ALMA
NGC 4303 observada a diferentes comprimentos de onda com o VLT e o ALMA
NGC 4254 observada a diferentes comprimentos de onda com o VLT e o ALMA
NGC 4254 observada a diferentes comprimentos de onda com o VLT e o ALMA
NGC 3627 observada a diferentes comprimentos de onda com o VLT e o ALMA
NGC 3627 observada a diferentes comprimentos de onda com o VLT e o ALMA
NGC 1087 observada a diferentes comprimentos de onda com o VLT e o ALMA
NGC 1087 observada a diferentes comprimentos de onda com o VLT e o ALMA
NGC 1300 observada a diferentes comprimentos de onda com o VLT e o ALMA
NGC 1300 observada a diferentes comprimentos de onda com o VLT e o ALMA

Vídeos

Fogo de artifício cósmico revela estrelas recém nascidas (ESOcast Light 239)
Fogo de artifício cósmico revela estrelas recém nascidas (ESOcast Light 239)
Várias imagens da galáxia NGC 4303 observada com o VLT e o ALMA (anotada)
Várias imagens da galáxia NGC 4303 observada com o VLT e o ALMA (anotada)
Várias imagens da galáxia NGC 4254 observada com o VLT e o ALMA
Várias imagens da galáxia NGC 4254 observada com o VLT e o ALMA
Várias imagens da galáxia NGC 3627 observada com o VLT e o ALMA
Várias imagens da galáxia NGC 3627 observada com o VLT e o ALMA
Várias imagens da galáxia NGC 1087 observada com o VLT e o ALMA
Várias imagens da galáxia NGC 1087 observada com o VLT e o ALMA
Várias imagens da galáxia NGC 1300 observada com o VLT e o ALMA
Várias imagens da galáxia NGC 1300 observada com o VLT e o ALMA
Várias imagens da galáxia NGC 4303 observada com o VLT e o ALMA
Várias imagens da galáxia NGC 4303 observada com o VLT e o ALMA

Comparação de imagens

Comparação de diferentes imagens da galáxia NGC 4303
Comparação de diferentes imagens da galáxia NGC 4303
Comparação de diferentes imagens da galáxia NGC 1300
Comparação de diferentes imagens da galáxia NGC 1300