Esta imagem mostra a galáxia NGC 6744, cerca de 30 milhões de anos-luz de distância. É uma das 50 galáxias observadas como parte do Legacy ExtraGalactic UV Survey (LEGUS) do Telescópio Espacial Hubble, o mais afiado, pesquisa de luz ultravioleta mais abrangente de galáxias formadoras de estrelas no Universo próximo, oferecendo um extenso recurso para compreender as complexidades da formação de estrelas e evolução da galáxia. A imagem é uma composição que usa luz ultravioleta e luz visível, reunidos com Wide Field Camera 3 do Hubble e Advanced Camera for Surveys. Crédito:NASA, ESA, e a equipe LEGUS
Capitalizando na nitidez incomparável e alcance espectral do telescópio espacial Hubble da NASA, uma equipe internacional de astrônomos está lançando o mais abrangente, levantamento de alta resolução com luz ultravioleta de galáxias formadoras de estrelas próximas.
Os pesquisadores combinaram novas observações do Hubble com imagens de arquivo do Hubble para 50 galáxias anãs e espirais em formação de estrelas no universo local, oferecendo um grande e extenso recurso para compreender as complexidades da formação estelar e da evolução da galáxia. O projeto, chamado de Legacy ExtraGalactic UV Survey (LEGUS), acumulou catálogos de estrelas para cada uma das galáxias LEGUS e catálogos de aglomerados para 30 das galáxias, bem como imagens das próprias galáxias. Os dados fornecem informações detalhadas sobre os jovens, estrelas massivas e aglomerados de estrelas, e como seu ambiente afeta seu desenvolvimento.
"Nunca antes houve um aglomerado de estrelas e um catálogo estelar que incluísse observações em luz ultravioleta, "explicou a líder da pesquisa Daniela Calzetti, da Universidade de Massachusetts, Amherst. "A luz ultravioleta é um traçador importante das populações de estrelas mais jovens e mais quentes, que os astrônomos precisam para derivar as idades das estrelas e obter uma história estelar completa. A sinergia dos dois catálogos combinados oferece um potencial sem precedentes para a compreensão da formação de estrelas. "
Como as estrelas se formam ainda é uma questão incômoda na astronomia. "Grande parte da luz que recebemos do universo vem das estrelas, e ainda não entendemos muitos aspectos de como as estrelas se formam, "disse o membro da equipe Elena Sabbi do Space Telescope Science Institute em Baltimore, Maryland. "Esta é a chave para a nossa existência - sabemos que a vida não existiria se não tivéssemos uma estrela por perto."
A equipe de pesquisa selecionou cuidadosamente os alvos LEGUS entre 500 galáxias, compilados em pesquisas terrestres, localizado entre 11 milhões e 58 milhões de anos-luz da Terra. Os membros da equipe escolheram as galáxias com base em sua massa, taxa de formação de estrelas, e abundância de elementos mais pesados que o hidrogênio e o hélio. O catálogo de objetos ultravioleta coletados pela espaçonave Galaxy Evolution Explorer (GALEX) da NASA também ajudou a estabelecer o caminho para o estudo do Hubble.
UGCA 281 é uma galáxia anã compacta azul localizada na constelação de Canes Venatici. Dentro dele, dois gigantescos aglomerados de estrelas aparecem de um branco brilhante e são envoltos por nuvens de gás hidrogênio esverdeadas. Esses aglomerados são responsáveis pela maior parte da formação estelar recente em UGCA 281; o resto da galáxia é composto de estrelas mais antigas e tem uma cor mais vermelha. Os objetos avermelhados no fundo são galáxias de fundo que aparecem através da difusa galáxia anã. A imagem é uma composição que usa luz ultravioleta e luz visível, reunidos com Wide Field Camera 3 do Hubble e Advanced Camera for Surveys. Crédito:NASA, ESA, e a equipe LEGUS
A equipe usou a Wide Field Camera 3 do Hubble e a Advanced Camera for Surveys por um período de um ano para capturar imagens de luz visível e ultravioleta das galáxias e suas estrelas jovens e aglomerados de estrelas mais massivas. Os pesquisadores também adicionaram imagens de luz visível de arquivo para fornecer uma imagem completa.
Os catálogos do cluster de estrelas contêm cerca de 8, 000 aglomerados de jovens com idades compreendidas entre 1 milhão e cerca de 500 milhões de anos. Esses agrupamentos estelares têm até 10 vezes mais massa do que os maiores aglomerados vistos em nossa galáxia, a Via Láctea.
Os catálogos de estrelas compreendem cerca de 39 milhões de estrelas que são pelo menos cinco vezes mais massivas que o nosso sol. As estrelas nas imagens de luz visível têm entre 1 milhão e vários bilhões de anos; as estrelas mais jovens, aqueles entre 1 milhão e 100 milhões de anos, brilham com destaque na luz ultravioleta.
Os dados do Hubble fornecem todas as informações para analisar essas galáxias, os pesquisadores explicaram. "Também estamos oferecendo modelos de computador para ajudar os astrônomos a interpretar os dados nos catálogos de estrelas e aglomerados, "Sabbi disse." Pesquisadores, por exemplo, pode investigar como a formação de estrelas ocorreu em uma galáxia específica ou um conjunto de galáxias. Eles podem correlacionar as propriedades das galáxias com sua formação estelar. Eles podem derivar a história de formação de estrelas das galáxias. As imagens de luz ultravioleta também podem ajudar os astrônomos a identificar as estrelas progenitoras de supernovas encontradas nos dados. "
Uma das principais questões que a pesquisa pode ajudar os astrônomos a responder é a conexão entre a formação de estrelas e as estruturas principais, como braços espirais, que compõem uma galáxia.
Essas seis imagens representam a variedade de regiões de formação de estrelas em galáxias próximas. As galáxias fazem parte do Legacy ExtraGalactic UV Survey (LEGUS) do Telescópio Espacial Hubble, o mais afiado, pesquisa de luz ultravioleta mais abrangente de galáxias formadoras de estrelas no universo próximo. A pesquisa LEGUS combina novas observações do Hubble com imagens de arquivo do Hubble para 50 galáxias anãs e espirais formadoras de estrelas próximas, oferecendo um grande e extenso recurso para compreender as complexidades da formação estelar e da evolução da galáxia. Os astrônomos estão lançando os catálogos de estrelas para cada uma das galáxias LEGUS e catálogos de aglomerados para 30 das galáxias, bem como imagens das próprias galáxias. Os catálogos fornecem informações detalhadas sobre os jovens, estrelas massivas e aglomerados de estrelas, e como seu ambiente afeta seu desenvolvimento. As seis imagens consistem em duas galáxias anãs (UGC 5340 e UGCA 281) e quatro grandes galáxias espirais (NGC 3368, NGC 3627, NGC 6744, e NGC 4258). As imagens são uma mistura de luz ultravioleta e luz visível da Wide Field Camera 3 do Hubble e da Advanced Camera for Surveys. Todas as galáxias estão passando por uma vigorosa formação de estrelas e aglomerados de estrelas. Um dos objetivos do LEGUS é amostrar regiões de formação de estrelas em cada galáxia. Como as galáxias estão relativamente próximas da Terra, O Hubble pode resolver estrelas individuais. O nascimento de estrelas mais intenso e mais recente nas galáxias anãs está concentrado longe do centro. Em UGC 5340, um bolsão de nascimento rápido de estrelas aparece no canto inferior direito, e pode ter sido desencadeado por uma interação gravitacional com uma galáxia companheira invisível. A formação de estrelas está presente em todo o corpo do UGC 5340, e as estrelas relativamente jovens são responsáveis pela cor branco-azulada da galáxia. Em UGCA 281, dois gigantescos aglomerados de estrelas aparecem de um branco brilhante e são envoltos por nuvens de gás hidrogênio esverdeadas. Esses aglomerados são responsáveis pela maior parte da formação estelar recente em UGCA 281; o resto da galáxia é composto de estrelas mais antigas e tem uma cor mais vermelha do que UGC 5340. Os objetos avermelhados nas imagens das galáxias anãs são galáxias de fundo que aparecem através desses objetos difusos. Nas galáxias espirais, uma onda de formação de estrelas está ocorrendo ao longo dos filamentos escuros que compõem os braços espirais. As estrelas incipientes iluminam o gás hidrogênio circundante, fazendo as estrelas parecerem rosa. O nascimento da estrela começa nos braços espirais internos e se move para fora. As regiões brancas leitosas no centro dessas galáxias representam o brilho de um número incontável de estrelas. Os aglomerados de estrelas nessas galáxias variam em idade de 1 milhão a cerca de 500 milhões de anos. Esses agrupamentos estelares têm até 10 vezes mais massa do que os maiores aglomerados vistos em nossa galáxia, a Via Láctea. As estrelas das galáxias que podem ser detectadas nas imagens variam do tamanho do nosso Sol a mais de 100 vezes a massa do nosso Sol. Eles têm entre 1 milhão e vários bilhões de anos. As seis galáxias estão entre 19 milhões e 42 milhões de anos-luz da Terra. Eles foram observados entre janeiro de 2014 e julho de 2014. Crédito:NASA, ESA, e a equipe LEGUS
"Quando olhamos para uma galáxia espiral, geralmente não vemos apenas uma distribuição aleatória de estrelas, "Calzetti disse." É uma estrutura muito organizada, sejam braços espirais ou anéis, e isso é particularmente verdadeiro com as populações estelares mais jovens. Por outro lado, existem várias teorias concorrentes para conectar as estrelas individuais em aglomerados de estrelas individuais a essas estruturas ordenadas.
"Ao ver as galáxias em detalhes muito precisos - os aglomerados de estrelas - ao mesmo tempo em que mostra a conexão com as estruturas maiores, we are trying to identify the physical parameters underlying this ordering of stellar populations within galaxies. Getting the final link between gas and star formation is key for understanding galaxy evolution."
Team member Linda Smith of the European Space Agency (ESA) and the Space Telescope Science Institute, added:"We're looking at the effects of the environment, particularly with star clusters, and how their survival is linked to the environment around them."
The LEGUS survey will also help astronomers interpret views of galaxies in the distant universe, where the ultraviolet glow from young stars is stretched to infrared wavelengths due to the expansion of space. "The data in the star and cluster catalogs of these nearby galaxies will help pave the way for what we see with NASA's upcoming infrared observatory, o telescópio espacial James Webb, developed in partnership with ESA and the Canadian Space Agency (CSA), " Sabbi said.
Webb observations would be complementary to the LEGUS views. The space observatory will penetrate dusty stellar cocoons to reveal the infrared glow of infant stars, which cannot be seen in visible- and ultraviolet-light images. "Webb will be able to see how star formation propagates over a galaxy, " Sabbi continued. "If you have information on the gas properties, you can really connect the points and see where, quando, and how star formation happens."
