Imagens incríveis de várias galáxias revelam regiões onde nascem as estrelas

Uma equipe de pesquisadores reuniu e combinou um conjunto de dados para criar imagens sem precedentes de um grupo de galáxias, com o objetivo de compreender melhor os gatilhos que desencadeiam a formação estelar nas nuvens de gás. Para a sorte de todos os entusiastas da astronomia, o estudo também resultou em imagens espetaculares das galáxias.

Embora não haja dúvidas de que as estrelas se formem em regiões ricas de gás nas galáxias, os astrônomos não sabem muito sobre os processos que antecedem o nascimento desses objetos. Por exemplo, qual é o papel das galáxias hospedeiras nas formações de suas estrelas? Será que as estrelas nascem mais frequentemente em determinadas regiões? E será que a evolução delas influencia a formação de novas gerações de estrelas?

Essas são as dúvidas de Kathryn Kreckel, da Universidade de Heidelberg na Alemanha, co-autora deste estudo. Ao lado do principal autor Eric Emsellem, astrônomo do ESO (European Southern Observatory) e outros colegas, a pesquisadora investigou essas questões usando instrumentos como o MUSE (Multi-Unit Spectroscopic Explorer), que fica no Very Large Telescope (VLT), no deserto chileno do Atacama, e também do ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array), localizado no Chile.

Além destes instrumentos, foram usadas imagens do Hubble, ou seja, a equipe recorreu a dados de telescópios em solo e na órbita terrestre para criar uma combinação rica em dados. Com o MUSE, por exemplo, foram observadas 30 mil nebulosas de gás quente e cerca de 15 milhões de espectros de diferentes regiões galácticas. Já o ALMA forneceu dados de 100 mil regiões de gás frios em 90 galáxias próximas. Todas essas observações fazem parte de um projeto chamado PHANGS (Physics at High Angular resolution in Nearby GalaxieS).

Uma das vantagens de utilizar vários instrumentos é que, desse modo, é possível coletar dados em diferentes comprimentos de onda. Isso é necessário porque para compreender a totalidade dos eventos que acontecem nas regiões de gás, é preciso analisar a luz das regiões de gás em determinadas faixas do espectro eletromagnético — especificamente, a luz visível, infravermelho próximo e rádio. O resultado é um verdadeiro atlas de regiões de formação estelar do universo próximo, em alta resolução.

De acordo com o co-autor do estudo Francesco Belfiore, do INAF-Arcetri, “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”. Com essa riqueza em dados, é possível “investigar as várias fases da formação estelar — desde a formação dos berçários estelares até o início da própria formação estelar e a destruição final dos berçários pelas estrelas recém-nascidas”.

Na imagem acima, a mesma galáxia é retratada por diferentes instrumentos. À esquerda, está a imagem feita pelo MUSE, revelando nuvens de hidrogénio, oxigénio e enxofre ionizados na cor dourada. É ali onde há presença de estrelas recém-nascidas. As regiões azuladas no fundo mostram a distribuição de estrelas um pouco mais estabelecidas, mas ainda bem jovens. Já no lado direito, a imagem do MUSE é sobreposta pelos dados de rádio do ALMA (castanho-alaranjado), que nos mostra as nuvens frias de gás molecular, que são os famosos “berçários de estrelas”.

Este é apenas um exemplo de como os pesquisadores podem usar a combinação de dados coletados por diferentes instrumentos para ver as regiões gasosas e compará-las aos locais onde se espera que o processo de formação estelar ocorra. Assim, eles esperam entender o que desencadeia, aumenta ou impede o nascimento de estrelas. Além de observações do ALMA e do MUSE, o projeto PHANGS conta também com dados do Telescópio Espacial Hubble da NASA/ESA.

Entretanto, o estudo ainda está apenas no início. É que, apesar do conjunto de imagens sem precedentes reunidas pelo PHANGS, a resolução ainda é insuficiente para desvendar todos os mistérios por trás das densas nuvens de gás das galáxias. A qualidade dos mapas produzidos pelo projeto é suficiente para identificar e separar nuvens individuais, “mas não suficientemente boa para observarmos com detalhes o que está acontecendo no seu interior”, explica Eva Schinnerer, líder do grupo de pesquisa do Instituto Max Planck de Astronomia, na Alemanha, e pesquisadora principal do projeto PHANGS.

Por isso o trabalho realizado pelo PHANGS ainda deve ser aprimorado quando a próxima geração de telescópios e instrumentos, como o Telescópio Espacial James Webb, estiverem operacionais. Quando este momento chegar, os dados produzidos poderão ajudar a criar uma base para as observações do Extremely Large Telescope do ESO (ELT), que deverá ser inaugurado no final da década. “Temos décadas de descobertas excitantes à nossa frente”, diz Schinnerer.

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