Nesta imagem em mosaico que se estende por 340 anos-luz de diâmetro, a câmera infravermelha de Webb (NIRCam) exibe a região de formação estelar da Nebulosa da Tarântula sob uma nova luz, incluindo dezenas de milhares de estrelas jovens nunca antes vistas que foram anteriormente envoltas em nuvens cósmicas. pó. A região mais ativa parece brilhar com estrelas jovens massivas, aparecendo em azul pálido. Espalhadas entre elas estão estrelas ainda embutidas, parecendo vermelhas, mas que ainda não emergiram do casulo empoeirado da nebulosa. O NIRCam é capaz de detectar essas estrelas envoltas em poeira graças à sua resolução sem precedentes em comprimentos de onda do infravermelho próximo. No canto superior esquerdo do aglomerado de estrelas jovens e no topo da cavidade da nebulosa, uma estrela mais velha exibe proeminentemente os oito picos de difração distintos do NIRCam, um artefato da estrutura do telescópio. Seguindo o pico central superior desta estrela para cima, quase aponta para uma bolha distinta na nuvem. Estrelas jovens ainda cercadas por material empoeirado estão soprando essa bolha, começando a esculpir sua própria cavidade. Os astrônomos usaram dois espectrógrafos de Webb para examinar mais de perto essa região e determinar a composição química da estrela e do gás circundante. Esta informação espectral dirá aos astrônomos sobre a idade da nebulosa e quantas gerações de nascimento de estrelas ela viu. Mais longe da região central de estrelas jovens quentes, o gás mais frio assume uma cor de ferrugem, dizendo aos astrônomos que a nebulosa é rica em hidrocarbonetos complexos. Este gás denso é o material que formará as futuras estrelas. À medida que os ventos das estrelas massivas varrem gás e poeira, alguns deles se acumulam e, com a ajuda da gravidade, formam novas estrelas. Crédito:NASA, ESA, CSA e STScI
Milhares de estrelas jovens nunca antes vistas são vistas em um berçário estelar chamado 30 Doradus, capturado pelo Telescópio Espacial James Webb da NASA/ESA/CSA. Apelidada de Nebulosa da Tarântula pela aparência de seus filamentos empoeirados em imagens de telescópios anteriores, a nebulosa tem sido uma das favoritas dos astrônomos que estudam a formação de estrelas. Além de estrelas jovens, Webb revela galáxias distantes de fundo, bem como a estrutura detalhada e composição do gás e poeira da nebulosa.
A apenas 161.000 anos-luz de distância na galáxia da Grande Nuvem de Magalhães, a Nebulosa da Tarântula é a maior e mais brilhante região de formação de estrelas do Grupo Local, as galáxias mais próximas da nossa Via Láctea. É o lar das estrelas mais quentes e massivas conhecidas. Os astrônomos focaram três dos instrumentos infravermelhos de alta resolução do Webb na Tarântula. Vista com a Near-Infrared Camera (NIRCam) de Webb, a região lembra a casa de uma tarântula escavadora, forrada com sua seda. A cavidade da nebulosa centrada na imagem do NIRCam foi escavada pela radiação empolgante de um aglomerado de estrelas jovens massivas, que brilham em azul pálido na imagem. Apenas as áreas circundantes mais densas da nebulosa resistem à erosão pelos poderosos ventos estelares dessas estrelas, formando pilares que parecem apontar para o aglomerado. Esses pilares contêm protoestrelas em formação, que eventualmente emergirão de seus casulos empoeirados e moldarão a nebulosa.
Crédito:Agência Espacial Europeia O espectrógrafo de infravermelho próximo de Webb (NIRSpec) capturou uma estrela muito jovem fazendo exatamente isso. Os astrônomos pensavam anteriormente que esta estrela poderia ser um pouco mais velha e já em processo de limpar uma bolha em torno de si. No entanto, o NIRSpec mostrou que a estrela estava apenas começando a emergir de seu pilar e ainda mantinha uma nuvem isolante de poeira ao seu redor. Sem os espectros de alta resolução de Webb em comprimentos de onda infravermelhos, este episódio de formação estelar em ação não poderia ter sido revelado.
O espectrógrafo de infravermelho próximo de Webb (NIRSpec) revela o que realmente está acontecendo em uma região intrigante da Nebulosa da Tarântula. Os astrônomos focaram o poderoso instrumento no que parecia ser um pequeno recurso de bolha na imagem da câmera infravermelha de Webb (NIRCam). No entanto, os espectros revelam uma imagem muito diferente de uma jovem estrela soprando uma bolha em seu gás circundante. A assinatura do hidrogênio atômico, mostrada em azul, aparece na própria estrela, mas não imediatamente ao seu redor. Em vez disso, aparece fora da “bolha”, que os espectros mostram estar realmente “preenchida” com hidrogênio molecular (verde) e hidrocarbonetos complexos (vermelho). Isso indica que a bolha é na verdade o topo de um pilar denso de poeira e gás que está sendo explodido pela radiação do aglomerado de estrelas jovens massivas no canto inferior direito (veja a imagem completa do NIRCam). Não parece um pilar como algumas outras estruturas da nebulosa porque não há muito contraste de cores com a área ao seu redor. O forte vento estelar das estrelas massivas jovens na nebulosa está quebrando moléculas fora do pilar, mas dentro elas são preservadas, formando um casulo confortável para a estrela. Esta estrela ainda é muito jovem para limpar seus arredores soprando bolhas – o NIRSpec a capturou apenas começando a emergir da nuvem protetora da qual foi formada. Sem a resolução de Webb em comprimentos de onda infravermelhos, a descoberta deste nascimento estelar em ação não teria sido possível. Crédito: NASA, ESA, CSA e STScI
A região assume uma aparência diferente quando vista nos comprimentos de onda infravermelhos mais longos detectados pelo Mid-infrared Instrument (MIRI) da Webb. As estrelas quentes desaparecem e o gás e a poeira mais frios brilham. Dentro das nuvens de berçário estelar, pontos de luz indicam protoestrelas embutidas, ainda ganhando massa. Enquanto comprimentos de onda mais curtos de luz são absorvidos ou espalhados por grãos de poeira na nebulosa e, portanto, nunca atingem Webb para serem detectados, comprimentos de onda mais longos no infravermelho médio penetram nessa poeira, revelando um ambiente cósmico inédito.
Uma das razões pelas quais a Nebulosa da Tarântula é interessante para os astrônomos é que a nebulosa tem um tipo de composição química semelhante às gigantescas regiões de formação de estrelas observadas no "meio-dia cósmico" do universo, quando o cosmos tinha apenas alguns bilhões de anos e estrelas A formação estava no auge. As regiões de formação de estrelas em nossa galáxia Via Láctea não estão produzindo estrelas na mesma velocidade furiosa que a Nebulosa da Tarântula e têm uma composição química diferente. Isso torna a Tarântula o exemplo mais próximo (ou seja, mais fácil de ver em detalhes) do que estava acontecendo no universo quando atingiu seu brilhante meio-dia. O Webb fornecerá aos astrônomos a oportunidade de comparar e contrastar as observações da formação estelar na Nebulosa da Tarântula com as observações profundas do telescópio de galáxias distantes da era real do meio-dia cósmico.
Apesar dos milhares de anos de observação de estrelas da humanidade, o processo de formação de estrelas ainda guarda muitos mistérios – muitos deles devido à nossa incapacidade anterior de obter imagens nítidas do que estava acontecendo por trás das espessas nuvens de berçários estelares. Webb já começou a revelar um universo nunca visto antes e está apenas começando a reescrever a história da criação estelar.
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