O grupo de estrelas WL 20 está localizado na região de formação estelar Rho Ophiuchi, fotografada aqui pelo Telescópio Espacial Spitzer da NASA, agora aposentado. Localizada perto das constelações Scorpius e Ophiuchus, a região fica a cerca de 407 anos-luz da Terra.
Crédito: NASA-JPL/Caltech
Usando o Telescópio Espacial James Webb‘s MEU DEUSastrônomos descobriram que WL 20S, anteriormente considerada uma única estrela, é na verdade um sistema de estrelas gêmeas.
Outras observações de ALMA revelou a presença de discos de gás e poeira ao redor de ambas as estrelas, indicando formação contínua de planetas e fornecendo novos insights sobre os ciclos de vida estelares.
Os astrônomos recentemente tiveram uma grande surpresa com o Telescópio Espacial James Webb da NASA quando eles apontaram o observatório para um grupo de estrelas jovens chamado WL 20. A região tem sido estudada desde a década de 1970 com pelo menos cinco telescópios, mas foi necessária a resolução sem precedentes e os instrumentos especializados do Webb para revelar que o que os pesquisadores pensaram ser uma das estrelas, WL 20S, é na verdade um par que se formou há cerca de 2 a 4 milhões de anos.
Este conceito artístico mostra duas estrelas jovens se aproximando do fim de sua formação. Circundando as estrelas há discos de gás e poeira restantes dos quais planetas podem se formar. Jatos de gás disparam para longe dos polos norte e sul das estrelas. Crédito: US NSF/NSF NRAO/B. Saxton
Revelando os gêmeos com MIRI
A descoberta foi feita usando o Mid-Infrared Instrument (MIRI) de Webb e foi apresentada recentemente na 244ª reunião da American Astronomical Society. O MIRI também descobriu que os gêmeos têm jatos de gás correspondentes fluindo para o espaço a partir de seus polos norte e sul.
“Ficamos de queixo caído”, disse a astrônoma Mary Barsony, autora principal de um novo artigo descrevendo os resultados. “Depois de estudar essa fonte por décadas, achamos que a conhecíamos muito bem. Mas sem o MIRI não teríamos sabido que eram duas estrelas ou que esses jatos existiam. Isso é realmente surpreendente. É como ter olhos novos.”
Imagem do complexo de nuvens Rho Ophiuchi, a região de formação de estrelas mais próxima da Terra. É um berçário estelar relativamente pequeno e silencioso, mas você nunca saberia disso pelo close-up caótico de Webb. Jatos explodindo de estrelas jovens cruzam a imagem, impactando o gás interestelar circundante e iluminando o hidrogênio molecular, mostrado em vermelho. Algumas estrelas exibem a sombra reveladora de um disco circunstelar, a formação de futuros sistemas planetários. Crédito: NASA, ESA, CSA, STScI, Klaus Pontoppidan (STScI)
Descobertas surpreendentes do ALMA
A equipe teve outra surpresa quando observações adicionais do Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), um grupo de mais de 60 antenas de rádio no Chile, revelaram que discos de poeira e gás circundam ambas as estrelas. Com base na idade das estrelas, é possível que planetas estejam se formando nesses discos.
Os resultados combinados indicam que as estrelas gêmeas estão se aproximando do fim deste período inicial de suas vidas, o que significa que os cientistas terão a oportunidade de aprender mais sobre como as estrelas fazem a transição da juventude para a idade adulta.
“O poder desses dois telescópios juntos é realmente incrível”, disse Mike Ressler, cientista do projeto MIRI na NASALaboratório de Propulsão a Jato e coautor do novo estudo. “Se não tivéssemos visto que eram duas estrelas, os resultados do ALMA poderiam ter parecido apenas um único disco com uma lacuna no meio. Em vez disso, temos novos dados sobre duas estrelas que estão claramente em um ponto crítico em suas vidas, quando os processos que as formaram estão se esgotando.”
Esta imagem do grupo de estrelas WL 20 combina dados do Atacama Large Millimeter/submillimeter Array e do Mid-Infrared Instrument no telescópio Webb da NASA. Jatos de gás emanados dos polos de estrelas gêmeas parecem azuis e verdes; discos de poeira e gás ao redor das estrelas são rosa.
Crédito: US NSF; NSF NRAO; ALMA; NASA/JPL-Caltech; B. Saxton
Jatos Estelares
WL 20 reside em uma região de formação de estrelas muito maior e bem estudada do via Láctea galáxia chamada Rho Ophiuchi, uma enorme nuvem de gás e poeira a cerca de 400 anos-luz da Terra.
Na verdade, WL 20 está escondida atrás de espessas nuvens de gás e poeira que bloqueiam a maior parte da luz visível (comprimentos de onda que o olho humano pode detectar) das estrelas ali. Webb detecta comprimentos de onda ligeiramente maiores, chamados infravermelhos, que podem passar por essas camadas. MIRI detecta os maiores comprimentos de onda infravermelhos de qualquer instrumento em Webb e, portanto, está bem equipado para espiar regiões obscuras de formação de estrelas como WL 20.
As ondas de rádio podem frequentemente penetrar na poeira também, embora possam não revelar as mesmas características da luz infravermelha. Os discos de gás e poeira que cercam as duas estrelas em WL 20S emitem luz em uma faixa que os astrônomos chamam de submilimétrica; estas também penetram nas nuvens de gás ao redor e foram observadas pelo ALMA.
Estas quatro imagens mostram o sistema estelar WL 20 visto (da esquerda para a direita) pelo Telescópio Infravermelho da NASA no Observatório Mauna Kea, pelo telescópio Hale de 5,0 metros do Observatório Palomar, pelo telescópio Keck II e pelo telescópio Webb da NASA e pelo Atacama Large Millimeter/submillimeter Array.
Crédito: US NSF; NSF NRAO; ALMA; NASA/JPL-Caltech; B. Saxton; Carnegie/Caltech
Mas os cientistas poderiam facilmente ter interpretado essas observações como evidência de um único disco com uma lacuna se o MIRI não tivesse observado também os dois jatos estelares. Os jatos de gás são compostos de íons, ou átomos individuais com alguns elétrons arrancados que irradiam em comprimentos de onda do infravermelho médio, mas não em comprimentos de onda submilimétricos. Apenas um instrumento infravermelho com resolução espacial e espectral como o do MIRI poderia vê-los.
O ALMA também pode observar nuvens de material de formação restante ao redor de estrelas jovens. Compostas de moléculas inteiras, como monóxido de carbono, essas nuvens de gás e poeira irradiam luz nesses comprimentos de onda maiores. A ausência dessas nuvens nas observações do ALMA mostra que as estrelas estão além de sua fase inicial de formação.
“É incrível que esta região ainda tenha tanto a nos ensinar sobre o ciclo de vida das estrelas”, disse Ressler. “Estou emocionado para ver o que mais Webb revelará.”
Telescópio Espacial James Webb
O Telescópio Espacial James Webb (JWST), frequentemente aclamado como o sucessor do telescópio espacial Hubblerepresenta um salto gigante em nossa capacidade de observar o universo. Lançado em 25 de dezembro de 2021, o JWST é o maior e mais poderoso telescópio espacial já construído, projetado para perscrutar o cosmos mais profundamente do que nunca. Ele opera principalmente no espectro infravermelho, permitindo que ele olhe através da poeira cósmica e do gás para estudar a formação de estrelas e galáxias, observar planetas ao redor de estrelas distantes e investigar as primeiras galáxias do universo.
Este notável observatório, um esforço colaborativo liderado pela NASA com contribuições significativas do Agência Espacial Europeia (ESA) e a Agência Espacial Canadense (CSA) têm como objetivo desvendar os mistérios do nosso sistema solar, explorar exoplanetas em novos detalhes e entender as estruturas e origens do nosso universo.
