Tesouro recorde de estrelas vistas a bilhões de anos-luz de distância no Dragão Cósmico: WebCuriosos

Existem limites para o que podemos veratravessar o abismo de espaço e tempo que nos separa do Universo primordial. A luz que viaja através de bilhões de anos-luz emana de fontes tão distantes que pode ser desafiador até mesmo ver algo tão luminoso quanto uma galáxia brilhando na escuridão.

O esforço humano ultrapassou agora esses limites usando o JWST – resolvendo mais de 40 estrelas individuais nos arredores de uma galáxia cuja luz passou quase 6,5 mil milhões de anos a atravessar o espaço-tempo para chegar até nós.

“Esta descoberta inovadora demonstra, pela primeira vez, que é possível estudar um grande número de estrelas individuais numa galáxia distante,” diz o astrofísico Fengwu Sun da Universidade do Arizona.

“Embora estudos anteriores com o Telescópio Espacial Hubble tenham encontrado cerca de sete estrelas, agora temos a capacidade de resolver estrelas que anteriormente estavam fora da nossa capacidade. É importante ressaltar que a observação de mais estrelas individuais também nos ajudará a compreender melhor a matéria escura no plano de lente destas galáxias e estrelas, o que não poderíamos fazer apenas com um punhado de estrelas individuais observadas anteriormente.”

Embora as estrelas de galáxias distantes sejam geralmente demasiado pequenas para serem vistas individualmente, vemos ocasionalmente valores discrepantes, graças a uma peculiaridade do espaço-tempo descrita pela relatividade geral.

Em torno de massas suficientemente grandes com campos gravitacionais fortes, o próprio espaço-tempo curva-se e deforma-se – como o tapete de um trampolim se deforma sob uma bola de bowling. Qualquer luz que viaje através deste espaço-tempo distorcido pode tornar-se distorcida, replicada e ampliada, um efeito conhecido como lente gravitacional.

O Arco do Dragão é uma mancha de luz no céu que se assemelha a um dragão chinês, com imagens separadas da mesma galáxia espiral distante formando sua cabeça e cauda.

A ilusão é causada pela deformação gravitacional do espaço em torno de um enorme aglomerado de galáxias chamado Abell 370, localizado a apenas 4 mil milhões de anos-luz de distância. Embora a luz mais distante chegue até nós como uma bagunça confusa, os astrônomos são capazes de fazer engenharia reversa do processo de lente gravitacional para ver as galáxias de fundo como seriam sem a mancha – com o bônus adicional de ampliação.

Mas isso não é tudo. No espaço entre as galáxias do aglomerado Abell 370, várias estrelas isoladas flutuam sozinhas. Cada estrela é capaz de adicionar um efeito de lente adicional próprio, um fenômeno conhecido como microlente.

Lentes gravitacionais foram usadas anteriormente para resolver estrelas individuais no Universo distante. Usando a microlente de estrelas invasoras dentro do aglomerado, uma equipe liderada pelo astrônomo Yoshinobu Fudamoto da Universidade de Chiba, no Japão, foi capaz de resolver um número sem precedentes de 44 estrelas individuais na luz difusa do Arco do Dragão.

“Quando descobrimos estas estrelas individuais, estávamos na verdade à procura de uma galáxia de fundo que fosse ampliada pelas lentes das galáxias deste aglomerado massivo,” Sol diz.

“Mas quando processámos os dados, percebemos que havia o que pareciam ser muitos pontos estelares individuais. Foi uma descoberta emocionante porque foi a primeira vez que conseguimos ver tantas estrelas individuais tão distantes.”

Munida desta informação, a equipa descobriu que muitas das estrelas no Arco do Dragão são supergigantes vermelhas – estrelas vermelhas massivas no final da sua vida útil que incharam à medida que o seu combustível se esgotava. Estas são estrelas mais frias e mais vermelhas do que aquelas normalmente resolvidas em vastas distâncias intergalácticas, que tendem a ser gigantes grandes, brilhantes, azuis e brancas quentes.

Esta informação diz-nos um pouco mais sobre a evolução de galáxias muito distantes da nossa. Como as estrelas supergigantes vermelhas são mais frias, tendem a ser mais difíceis de ver do que as quentes. A capacidade do JWST de ver a luz vermelha deu-lhe uma vantagem na localização de objetos fora do alcance de outros instrumentos.

Espera-se que novas observações do JWST revelem ainda mais estrelas escondidas na luz embaçada do Arco do Dragão, a bilhões de anos-luz de distância.

A pesquisa foi publicada em Astronomia da Natureza.