{"id":7125,"date":"2024-07-09T06:26:30","date_gmt":"2024-07-09T05:26:30","guid":{"rendered":"https:\/\/ccvalg.pt\/astronomia\/wordpress\/?p=7125"},"modified":"2024-07-09T06:26:30","modified_gmt":"2024-07-09T05:26:30","slug":"jwst-estuda-uma-espantosa-fusao-quasar-galaxia-no-universo-distante","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/ccvalg.pt\/astronomia\/wordpress\/2024\/07\/09\/jwst-estuda-uma-espantosa-fusao-quasar-galaxia-no-universo-distante\/","title":{"rendered":"JWST estuda uma espantosa fus\u00e3o quasar-gal\u00e1xia no Universo distante"},"content":{"rendered":"
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Mapa das linhas de emiss\u00e3o do hidrog\u00e9nio (a vermelho e azul) e oxig\u00e9nio (a verde) no sistema PJ308-21, visto depois de ocultar artificialmente a luz do quasar central. As diferentes cores da gal\u00e1xia hospedeira do quasar e das gal\u00e1xias companheiras neste mapa revelam as propriedades f\u00edsicas do g\u00e1s no seu interior.\nCr\u00e9dito: Decarli\/INAF\/A&A 2024<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n

Um grupo internacional de investiga\u00e7\u00e3o liderado pelo INAF (Istituto Nazionale di Astrofisica), na It\u00e1lia, e composto por 34 institutos de investiga\u00e7\u00e3o e universidades de todo o mundo, utilizou o instrumento NIRSpec (Near-Infrared Spectrograph) a bordo do Telesc\u00f3pio Espacial James Webb (JWST) para testemunhar a intera\u00e7\u00e3o dram\u00e1tica entre um quasar no interior do sistema PJ308-21 e duas massivas gal\u00e1xias sat\u00e9lites no Universo distante. As observa\u00e7\u00f5es, realizadas em setembro de 2022, revelaram detalhes sem precedentes e inspiradores, fornecendo novos conhecimentos sobre o crescimento das gal\u00e1xias no in\u00edcio do Universo. Os resultados, apresentados durante a reuni\u00e3o de 2024 da Sociedade Astron\u00f3mica Europeia (EAS) em P\u00e1dua (It\u00e1lia), ser\u00e3o publicados em breve na revista Astronomy & Astrophysics.<\/p>\n\n\n\n

As observa\u00e7\u00f5es deste quasar (j\u00e1 descrito pelos mesmos autores num outro estudo publicado em maio passado), um dos primeiros estudados com o NIRSpec quando o Universo tinha menos de mil milh\u00f5es de anos (desvio para o vermelho z=6,2342), revelaram dados de qualidade sensacional: o instrumento “captou” o espetro do quasar com uma incerteza inferior a 1% por pixel. A gal\u00e1xia hospedeira de PJ308-21 apresenta uma elevada metalicidade e condi\u00e7\u00f5es de fotoioniza\u00e7\u00e3o t\u00edpicas de um n\u00facleo gal\u00e1ctico ativo (NGA), enquanto uma das gal\u00e1xias sat\u00e9lite apresenta uma baixa metalicidade (que se refere \u00e0 abund\u00e2ncia de elementos qu\u00edmicos mais pesados do que o hidrog\u00e9nio e o h\u00e9lio) e fotoioniza\u00e7\u00e3o induzida pela forma\u00e7\u00e3o estelar; uma metalicidade mais elevada caracteriza a segunda gal\u00e1xia sat\u00e9lite, que \u00e9 parcialmente fotoionizada pelo quasar.<\/p>\n\n\n\n

A descoberta permitiu aos astr\u00f3nomos determinar a massa do buraco negro supermassivo no centro do sistema (cerca de 2 mil milh\u00f5es de massas solares). Tamb\u00e9m confirmou que tanto o quasar como as gal\u00e1xias circundantes s\u00e3o altamente evolu\u00eddos em termos de massa e enriquecimento de metais, e est\u00e3o em constante crescimento. Este facto tem implica\u00e7\u00f5es profundas para a nossa compreens\u00e3o da hist\u00f3ria c\u00f3smica e da evolu\u00e7\u00e3o qu\u00edmica das gal\u00e1xias, real\u00e7ando o impacto transformador desta investiga\u00e7\u00e3o.<\/p>\n\n\n\n

Roberto Decarli, investigador do INAF em Bolonha e primeiro autor do artigo cient\u00edfico, explica: “O nosso estudo revela que tanto os buracos negros no centro dos quasares de alto desvio para o vermelho como as gal\u00e1xias que os acolhem sofrem um crescimento extremamente eficiente e tumultuoso j\u00e1 nos primeiros mil milh\u00f5es de anos da hist\u00f3ria c\u00f3smica, auxiliados pelo rico ambiente gal\u00e1ctico em que estas fontes se formam”. Os dados foram obtidos em setembro de 2022 como parte do Programa 1554, um dos nove projetos liderados por italianos do primeiro ciclo de observa\u00e7\u00f5es do JWST. Decarli lidera este programa para observar a fus\u00e3o entre a gal\u00e1xia que acolhe o quasar (PJ308-21) e duas das suas gal\u00e1xias sat\u00e9lite.<\/p>\n\n\n

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Mapa da emiss\u00e3o de oxig\u00e9nio ionizado no sistema PJ308-21, observado com o Telesc\u00f3pio Espacial James Webb. Cada fotograma mostra uma gama de velocidades diferente. Na anima\u00e7\u00e3o, vemos a complexa estrutura tridimensional do sistema e a “dan\u00e7a c\u00f3smica” das gal\u00e1xias sat\u00e9lite em torno do quasar.
Cr\u00e9dito: Decarli\/INAF\/A&A 2024<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n

As observa\u00e7\u00f5es foram efetuadas no modo de espetroscopia de campo integral: para cada pixel de imagem, pode ser observado o espetro de toda a banda \u00f3tica, desviado para o infravermelho devido \u00e0 expans\u00e3o do Universo. Isto permite o estudo de v\u00e1rios rastreadores de g\u00e1s (linhas de emiss\u00e3o) utilizando uma abordagem 3D. Gra\u00e7as a esta t\u00e9cnica, a equipa liderada pelo INAF detetou emiss\u00f5es espacialmente alargadas de diferentes elementos, que foram utilizadas para estudar as propriedades do meio interestelar ionizado, incluindo a fonte e a intensidade do campo de radia\u00e7\u00e3o fotoionizante, a metalicidade, o obscurecimento da poeira, a densidade e a temperatura dos eletr\u00f5es e o ritmo de forma\u00e7\u00e3o estelar. Al\u00e9m disso, os investigadores detetaram marginalmente a emiss\u00e3o de luz estelar associada a fontes companheiras.<\/p>\n\n\n\n

Federica Loiacono, astrof\u00edsica, investigadora e p\u00f3s-doutorada do INAF, comenta com entusiasmo os resultados: “Gra\u00e7as ao NIRSpec, pela primeira vez podemos estudar o sistema PJ308-21 na banda \u00f3tica, rica em preciosos dados de diagn\u00f3stico sobre as propriedades do g\u00e1s pr\u00f3ximo do buraco negro na gal\u00e1xia que acolhe o quasar e nas gal\u00e1xias circundantes. Podemos ver, por exemplo, a emiss\u00e3o de \u00e1tomos de hidrog\u00e9nio e compar\u00e1-la com os elementos qu\u00edmicos produzidos pelas estrelas para determinar a riqueza em metais do g\u00e1s das gal\u00e1xias. A experi\u00eancia na redu\u00e7\u00e3o e na calibra\u00e7\u00e3o destes dados, alguns dos primeiros recolhidos com o NIRSpec em modo de espetroscopia de campo integral, assegurou uma vantagem estrat\u00e9gica para a comunidade italiana na gest\u00e3o de dados semelhantes de outros programas”. Federica Loiacono \u00e9 o contacto italiano para a redu\u00e7\u00e3o de dados do NIRSpec no Centro de Apoio ao JWST do INAF.<\/p>\n\n\n\n

E acrescenta: “Gra\u00e7as \u00e0 sensibilidade do Telesc\u00f3pio Espacial James Webb no infravermelho pr\u00f3ximo e m\u00e9dio, foi poss\u00edvel estudar o espetro do quasar e das gal\u00e1xias companheiras com uma precis\u00e3o sem precedentes no Universo distante. S\u00f3 a excelente ‘vis\u00e3o’ fornecida pelo JWST, com as suas capacidades sem paralelo, pode garantir estas observa\u00e7\u00f5es”. O trabalho representou uma verdadeira “montanha russa emocional”, continua Decarli, “com a necessidade de desenvolver solu\u00e7\u00f5es inovadoras para ultrapassar as dificuldades iniciais na redu\u00e7\u00e3o de dados”.<\/p>\n\n\n\n

Este impacto transformador dos instrumentos a bordo do Telesc\u00f3pio Espacial James Webb sublinha o seu papel crucial no avan\u00e7o da investiga\u00e7\u00e3o astrof\u00edsica: “At\u00e9 h\u00e1 um par de anos, os dados sobre o enriquecimento de metais (essenciais para compreender a evolu\u00e7\u00e3o qu\u00edmica das gal\u00e1xias) estavam quase fora do nosso alcance, especialmente a estas dist\u00e2ncias. Agora podemos mape\u00e1-los em pormenor com apenas algumas horas de observa\u00e7\u00e3o, mesmo em gal\u00e1xias observadas quando o Universo estava a dar os primeiros passos”, conclui Decarli.<\/p>\n\n\n\n

\/\/ INAF (comunicado de imprensa)<\/a>
\/\/ Artigo cient\u00edfico (Astronomy & Astrophysics)<\/a>
\/\/ Artigo cient\u00edfico (arXiv.org)<\/a><\/p>\n\n\n\n

Saiba mais:<\/h3>\n\n\n\n

Quasar:<\/strong>
Wikipedia<\/a><\/p>\n\n\n\n

Buraco negro supermassivo:<\/strong>
Wikipedia<\/a><\/p>\n\n\n\n

JWST (Telesc\u00f3pio Espacial James Webb):<\/strong>
NASA<\/a>
STScI<\/a>
STScI (website para o p\u00fablico)<\/a>
ESA<\/a>
ESA\/Webb<\/a>
Wikipedia<\/a>
Facebook<\/a>
X\/Twitter<\/a>
Instagram<\/a>
Blog do JWST (NASA)<\/a>
Ciclo 3 GO do Webb (STScI)<\/a>
Ciclo 3 GTO do Webb (STScI)<\/a>
Ciclo 3 DDT do Webb (STScI)<\/a>
NIRISS (NASA)<\/a>
NIRCam (NASA)<\/a>
MIRI (NASA)<\/a>
NIRSpec (NASA)<\/a><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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