p Quando se trata de fazer novas estrelas, a festa está quase acabando no universo atual. Na verdade, está quase acabando há bilhões de anos. Nossa Via Láctea continua a formar o equivalente a um Sol a cada ano. Mas no passado, essa taxa foi até 100 vezes maior. Então, se realmente quisermos entender como estrelas como o nosso Sol se formaram no universo, precisamos olhar bilhões de anos no passado. p Usando o telescópio espacial James Webb da NASA como uma espécie de máquina do tempo, uma equipe de pesquisadores pretende fazer exatamente isso. Liderado pela investigadora principal Jane Rigby do Goddard Space Flight Center da NASA em Greenbelt, Maryland, e o co-pesquisador principal Joaquin Vieira, da University of Illinois, Champaign, a equipe vai tirar vantagem do natural, telescópios cósmicos chamados lentes gravitacionais. Esses grandes objetos celestes ampliarão a luz de galáxias distantes que estão no pico da formação estelar ou próximo a ela.

p O fenômeno das lentes gravitacionais ocorre quando uma grande quantidade de matéria, como uma galáxia massiva ou aglomerado de galáxias, cria um campo gravitacional que distorce e amplia a luz dos objetos por trás dele, mas na mesma linha de visão. O efeito permite que os pesquisadores estudem os detalhes das primeiras galáxias muito distantes para serem vistas de outra forma, mesmo com os telescópios espaciais mais poderosos.

p "Estamos estudando quatro galáxias que parecem muito, muito mais brilhantes do que realmente são, porque foram ampliados em até 50 vezes. Usaremos lentes gravitacionais para estudar como essas galáxias estão formando suas estrelas, e como essa formação estelar é distribuída pelas galáxias, "explicou Rigby.

p "O bom de usar fontes com lentes é que é como uma lupa cósmica, onde a galáxia é esticada, então melhora a resolução do seu telescópio, "disse Vieira.

p O programa é denominado Direcionamento de arcos de lentes pancromáticas extremamente ampliadas e sua formação estendida de estrelas, ou MODELOS. Embora TEMPLATES seja uma sigla, seu significado é mais profundo. A palavra "modelo" se refere a algo usado como um padrão, bolor, ou guia para projetar ou construir itens semelhantes. "Queremos que esses quatro alvos sejam incrivelmente bem estudados, e ter dados realmente bons, para que outros pesquisadores Webb possam usá-los como modelos, ou bons exemplos, quando estão trabalhando para entender os dados de um grande número de galáxias que são muito mais fracas, "disse Rigby.

p Uma das principais razões pelas quais essas quatro galáxias foram escolhidas é porque elas são muito brilhantes, tornando-os fáceis de estudar. "Todas essas galáxias estão formando estrelas como loucas, "disse Vieira.

p Esses alvos também representam grande parte da variedade de galáxias do universo em termos de poeira, como eles são brilhantes, e quantas estrelas eles já fizeram. Os astrônomos chamam as galáxias de 'poeirentas' quando suas imagens mostram escuridão, geralmente manchas difusas que vêm da poeira da galáxia, bloqueando a luz das estrelas.

p Duas das galáxias são muito empoeiradas, e dois deles não estão empoeirados. As duas galáxias empoeiradas são filmadas uma pela outra, única galáxia. As duas galáxias que não são muito empoeiradas são filmadas por aglomerados de galáxias.

p De galáxias muito empoeiradas, os cientistas têm uma imagem de como as galáxias evoluíram. A partir de pesquisas de galáxias não empoeiradas, eles têm uma imagem diferente. Essas fotos nem sempre correspondem. Espera-se que Webb forneça uma história mais completa da formação de estrelas porque tem a sensibilidade para ver a luz da poeira aquecida por estrelas jovens - mesmo em galáxias que não têm muita poeira - bem como a sensibilidade para ver a luz visível mesmo das galáxias empoeiradas.

p A equipe TEMPLATES usará três dos quatro instrumentos a bordo do Webb, bem como muitos dos filtros e configurações do telescópio, para obter o máximo de dados possível sobre essas galáxias. Além de tirar fotos, a equipe usará espectroscopia, uma técnica que irá revelar a composição química das galáxias, como o gás está se movendo, e como esse gás é denso e quente.

p Webb permitirá que a equipe faça essas medições em cada galáxia. "É como dissecação, "explicou Rigby." Vamos separar cada pedaço da galáxia, em vez de apenas obter uma medição média. "

p Desvendando os Mistérios da Formação Estelar

p A equipe TEMPLATES tem quatro objetivos principais:

1. Meça quantas novas estrelas estão se formando, para determinar a rapidez com que as galáxias formam estrelas. Fazendo diferentes tipos de medições das taxas de formação de estrelas para as quatro galáxias, a equipe planeja ver se eles concordam ou discordam. Por meio de verificações cruzadas, a equipe irá determinar se essas galáxias estão ou não no meio de uma formação estelar vigorosa, ou se eles estão apenas formando uma estrela ocasionalmente.
2. Mapeie a taxa de formação de estrelas nessas galáxias. Os cientistas não sabem muito sobre onde as estrelas se formam nas galáxias durante a maior parte do tempo cósmico. Mapear a formação de estrelas em galáxias no universo próximo é relativamente fácil, mas é muito mais difícil para galáxias distantes. Olhando através da maior parte do tempo cósmico, todas as galáxias distantes parecem muito pequenas no céu e as características individuais não podem ser resolvidas. Então, os cientistas não têm uma boa compreensão de onde as estrelas se formaram nas galáxias no início do universo.
3. Compare as populações estelares jovens e velhas. Os cientistas vão medir as estrelas mais velhas - estrelas que vivem bilhões de anos, como o sol. Eles vão determinar onde essas estrelas residem dentro de uma galáxia, que irá informá-los sobre a história passada da formação de estrelas. Em seguida, eles podem comparar esses dados com o local onde as novas estrelas estão se formando. Isso vai revelar como a formação de estrelas mudou nas galáxias ao longo do tempo, e responder a algumas perguntas básicas sobre como as galáxias crescem. Por exemplo, eles constroem de dentro para fora, ou de fora para dentro?
4. Meça as condições do gás dentro dessas galáxias. Os cientistas determinarão quanto da tabela periódica essas galáxias acumularam - por exemplo, quanto carbono, oxigênio, e nitrogênio que eles contêm. Eles também medem outras condições físicas, como a densidade do gás.

p Ajudando outros pesquisadores a compreender o Webb

p As observações da equipe farão parte do programa de ciência de liberação antecipada discricionária do diretor, que fornece tempo para projetos selecionados no início da missão do telescópio. Este programa permite que a comunidade astronômica aprenda rapidamente a melhor forma de usar os recursos de Webb, ao mesmo tempo que produz uma ciência robusta. The team is also helping other researchers understand the best way to take data with this telescope.

"TEMPLATES really just scratches the surface of what you can do with Webb, " Rigby continued. "It definitely will not be the last word—it's one of the first words of what this telescope will be able to do, how we can understand galaxies. What we're doing with TEMPLATES is we want to make sure we're hitting the ground running with gorgeous data early in the mission to really understand how to make the most of Webb's amazing capabilities."

The James Webb Space Telescope will be the world's premier space science observatory when it launches in 2021. Webb will solve mysteries in our solar system, look beyond to distant worlds around other stars, and probe the mysterious structures and origins of our universe and our place in it. Webb is an international program led by NASA with its partners, ESA (European Space Agency) and the Canadian Space Agency.