Entenda a nova imagem do telescópio espacial James Webb

Na última terça (2), a Nasa divulgou mais uma imagem feita pelo telescópio espacial James Webb (JWST, na sigla em inglês). Desta vez, a engenhoca registrou a galáxia Cartwheel, que aparece à direita na imagem acima. “Cartwheel” é a palavra em inglês para “roda de carroça”, escolhida por causa da aparência do sistema.

A Cartwheel, que está a cerca de 500 milhões de anos-luz de nós, é uma galáxia em anel. É diferente das galáxias menores que aparecem à esquerda na imagem e da nossa Via Láctea, que são espirais. A Cartwheel tem um formato inusitado porque colidiu, há 400 milhões de anos, com uma galáxia menor (que não aparece na imagem).

As galáxias não necessariamente mantêm uma distância razoável umas das outras. Elas podem se aproximar por atração gravitacional até chegarem perto demais – e acabarem se trombando. O centro desse choque intergaláctico é a parte mais brilhante e central da Cartwheel.

Colisões causam alterações na forma e estrutura das galáxias envolvidas, num efeito dominó. No caso da Cartwheel, dois anéis se expandem a partir de seu centro desde o choque: um interno brilhante e um colorido ao redor. Eles são como ondulações que aparecem em um lago depois que atiramos uma pedra na água.

O centro da galáxia observada pelo Jaiminho (como apelidamos o JWST na Super) é um amontoado de poeira cósmica em alta temperatura. Nas partes mais brilhantes estão aglomerados de estrelas jovens.

A parte externa da galáxia, em rosa e azul na imagem, é marcada pela formação de estrelas. Elas surgem à medida que esse anel se expande, e seu material penetra o gás ao redor da galáxia. Essa região também está cheia de supernovas, que são estrelas explodindo em seus estágios finais de vida.

A nova imagem do Jaiminho ainda tem um monte de borrões tênues cor de laranja, que são galáxias mais distantes do que a Cartwheel, além de objetos pontiagudos azuis, que são estrelas individuais.

O que a imagem tem de especial

A imagem da Cartwheel foi gerada por dois instrumentos do telescópio espacial. Ao todo, o Jaiminho tem quatro sistemas de câmeras e sensores. Às vezes, eles são operados simultaneamente pelos cientistas, que combinam os dados para obter diferentes resultados.

Esses detectores de luz são semelhantes aos das câmeras digitais, mas trabalham com a luz infravermelha – e não com a chamada “luz visível”. É uma onda eletromagnética mais alongada e menos energética do que aquelas que nós enxergamos (do vermelho ao roxo, como nosso cérebro entende).

E por que os instrumentos do telescópio funcionam com o infravermelh​o? Porque a luz que os corpos celestes emitiram no passado (como a da Cartwheel, que está viajando no espaço há 500 milhões de anos) chega até nós nessa faixa de luz. (Entenda o motivo nesta matéria da Super, na seção “Sobre sirenes e galáxias”.)

Além disso, o infravermelho (e outras ondas eletromagnéticas alongadas como ele) é geralmente menos afetado pela poeira interestelar, porque consegue desviar melhor dela do que ondas mais curtinhas e energéticas.

O resultado disso tudo é que o Jaiminho consegue obter imagens mais precisas e detalhadas. Para fins de comparação, veja a imagem abaixo. É a imagem Cartwheel, só que registrada, em 2018, pelo Telescópio Espacial Hubble – cuja capacidade de “enxergar” infravermelho não é nada comparada à do novo telescópio.

Para leigos, a diferença entre as imagens está em mais pontinhos brilhantes. Para os astrônomos, é um amontoado novo de informação. 

As novas observações já mostraram que a Cartwheel está em um estágio transitório, ainda se transformando após o choque de milhões de anos atrás. Isso dá pistas aos cientistas sobre o que aconteceu com essa galáxia no passado e como ela provavelmente será no futuro.

Como a imagem foi feita

Os dois instrumentos do telescópio utilizados para estudar a Cartwheel geraram dois conjuntos de dados, que foram reunidos pelos cientistas a fim de formar a imagem que você vê no início desta matéria. (Entenda em detalhes nesta matéria da Super como são feitas as fotos do espaço.)

Os instrumentos da vez foram a Near-Infrared Camera (NIRCam) e o Mid-Infrared Instrument (MIRI). Seus nomes em inglês indicam que trabalham com o infravermelho próximo (“near-infrared”) e o infravermelho médio (“mid-infrared”) – faixas de luz mais ou menos próximas da luz visível.

A NIRCam é o principal gerador de imagens do telescópio. Os dados obtidos por ela aparecem em azul, laranja e amarelo na imagem da Cartwheel, e os dados obtidos pelo MIRI são as partes em vermelho. Enquanto a NIRCam revela estrelas jovens inéditas, o MIRI revela regiões ricas em hidrocarbonetos e outros compostos químicos, como poeira de silicato – semelhante à poeira na Terra.

A Nasa também divulgou uma segunda imagem, gerada somente pelos dados do MIRI. Confira abaixo.