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Primeiro na fila para receber transmissões de dados do Telescópio Espacial James Webb, uma equipe de astrônomos da Universidade da Califórnia, Irvine e outras instituições está usando as observações claras sem precedentes para revelar o funcionamento interno secreto das galáxias.
Em artigo publicado hoje na As cartas do jornal astrofísico, os pesquisadores descrevem seu exame da galáxia próxima NGC 7469 com os instrumentos ultrassensíveis de detecção de infravermelho médio do JWST. Eles conduziram a análise mais detalhada até agora das interações entre um núcleo galáctico ativo dominado por um buraco negro supermassivo e as regiões galácticas formadoras de estrelas ao seu redor.
“O que estamos vendo neste sistema foi uma surpresa para nós”, disse a principal autora Vivian U, cientista assistente de pesquisa da UCI em física e astronomia e membro de uma das 13 equipes JWST Early Release Science. “Olhando esta galáxia de frente, podemos ver não apenas os ventos do buraco negro supermassivo soprando em nossa direção, mas também o ‘aquecimento de choque’ do gás induzido pelos ditos ventos muito próximos ao núcleo galáctico ativo central, que é algo não esperávamos ser capazes de discernir tão claramente.”
U observou que o aquecimento de choque ocorre quando o vento de um buraco negro no centro de uma galáxia empurra o gás denso circundante, criando uma frente de choque que deposita energia no meio interestelar. Esse efeito pode influenciar a formação de estrelas de duas maneiras opostas, disse ela. Ao comprimir o gás em forma molecular, ele pode promover o nascimento de novas estrelas, ou processos de feedback excessivamente fortes do vento galáctico podem impedir o nascimento destruindo berçários estelares.
De acordo com U, NGC 7469 é uma galáxia Seyfert com um centro ativo que hospeda um buraco negro supermassivo e um anel de regiões formadoras de estrelas. Durante décadas, os astrônomos tentaram estudar a dinâmica detalhada desses sistemas, que compõem cerca de 10% de todas as galáxias, mas a poeira – comumente abundante no centro delas – tornou isso um desafio. O JWST deu a U e seus co-autores acesso ao que está por trás do véu de poeira.
Usando o espelho de 6,5 metros do telescópio e um conjunto avançado de ferramentas, incluindo o Mid-Infrared Instrument, os pesquisadores foram capazes de mapear várias linhas-chave de emissão de gás ionizado e molecular que informam aos astrônomos sobre as condições do meio interestelar – o gás, a poeira e radiação que existe entre sistemas estelares em uma galáxia – identificando regiões de formação de estrelas dentro de um anel de explosão estelar. Eles também detectaram um fluxo de saída de alta velocidade de gás ionizado que é “desviado para o azul”, o que significa que está vindo em direção ao observador em vez de viajar na direção oposta.
“A recém-conquistada capacidade de espectroscopia de campo integral de infravermelho médio do Instrumento de infravermelho médio do JWST agora nos permite ver não apenas o que está por trás da poeira, mas também como as coisas estão se movendo em escalas muito pequenas que não podíamos ver anteriormente nessas comprimentos de onda”, disse U.
“Agora temos uma imagem mais coerente – pelo menos neste sistema – de como o núcleo galáctico ativo está expelindo gás e como isso está impactando o material circundante”, acrescentou ela. “Vemos sinais definitivos dos ventos impulsionados pelos buracos negros despejando energia no meio interestelar”.
U disse que um contribuinte significativo para a dinâmica turbulenta de NGC 7469 é o fato de estar se fundindo com uma segunda galáxia.
“A interação com outra galáxia significa que os materiais galácticos estão sendo movidos como resultado das forças de maré, e eles se movem em direção ao centro do sistema galáctico quando o momento angular é perdido. Esse processo tende a tornar o centro da galáxia muito empoeirado”, disse ela. explicou. “É por isso que você precisa de instrumentos como os do JWST, que nos permitem espiar através da poeira e facilitar nossa compreensão dos núcleos empoeirados de galáxias em fusão.”
A publicação de hoje está entre as primeiras de uma série de artigos de U e seus colaboradores que analisam dados do programa JWST Early Release Science nº 1328. De acordo com U, as imagens espetaculares e os dados espectroscópicos do JWST oferecem uma visão aprofundada de como as galáxias evoluem através do mecanismo de fusão e permitem que sua equipe mergulhe na física da formação de estrelas, crescimento de buracos negros e feedback em galáxias próximas em fusão.
Os principais investigadores incluem U, Lee Armus no Infrared Processing & Analysis Center da Caltech e Aaron Evans com o National Radio Astronomy Observatory na Virgínia. O estudo foi apoiado pela NASA e baseado em observações do Telescópio Espacial James Webb, que é operado em conjunto pela NASA, a Agência Espacial Européia e a Agência Espacial Canadense.
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