Nesta imagem do Telescópio Espacial James Webb está o Herbig-Haro 211 (HH 211), um jato bipolar viajando pelo espaço interestelar em velocidades supersônicas. A cerca de 1.000 anos-luz de distância da Terra, na constelação de Perseu, o objeto é um dos fluxos protoestelares mais jovens e mais próximos, tornando-o um alvo ideal para o JWST. Crédito: ESA/Webb, NASA, CSA, T. Ray (Instituto de Estudos Avançados de Dublin)
A imagem infravermelha detalhada do JWST de HH 211 revela a dinâmica dos fluxos de saída de uma protoestrela jovem, oferecendo novos insights sobre a formação inicial de estrelas, incluindo o movimento lento e a natureza molecular do material ejetado.
Os chamados objetos Herbig-Haro (HHs) são jatos luminosos de gás que sinalizam o crescimento de estrelas bebês. Usando o NASA/ESA/CSA Telescópio Espacial James Webb (JWST), uma equipe internacional de astrônomos, envolvendo cientistas do Instituto Max Planck de Astronomia (MPIA), obteve uma imagem espetacular do HH 211, um jato bipolar viajando pelo espaço interestelar em velocidades supersônicas. A cerca de 1.000 anos-luz de distância da Terra, na constelação de Perseu, o objeto é um dos fluxos protoestelares mais jovens e mais próximos, tornando-o um alvo ideal para o JWST.
Introdução aos objetos Herbig-Haro
Os objetos Herbig-Haro circundam estrelas recém-nascidas e são formados quando ventos estelares ou jatos de gás expelidos por essas estrelas recém-nascidas formam ondas de choque que colidem com gás e poeira próximos em alta velocidade. Uma nova e emocionante imagem JWST de HH 211 revela um fluxo de uma protoestrela Classe 0, um análogo infantil do nosso Sol quando não tinha mais do que algumas dezenas de milhares de anos e com uma massa de apenas 8% da massa atual. Sol (eventualmente se transformará em uma estrela como o Sol). As protoestrelas ainda não atingiram o estágio de fusão nuclear.
Imagens infravermelhas e insights estelares
A imagem infravermelha é poderosa no estudo de estrelas recém-nascidas e seus fluxos porque essas estrelas ainda estão invariavelmente incorporadas no gás da nuvem molecular na qual se formaram. A emissão infravermelha dos fluxos da estrela penetra no gás obscurecedor e na poeira, tornando um objeto Herbig-Haro como o HH 211 ideal para observação com os sensíveis instrumentos infravermelhos do JWST. Moléculas excitadas pelas condições turbulentas, incluindo hidrogênio molecular, monóxido de carbono e monóxido de silício, emitem luz infravermelha que o JWST pode coletar para mapear a estrutura dos fluxos de saída.
A imagem do HH 211 mostra uma série de choques de proa, radiação desencadeada por colisões de gás, no sudeste (canto inferior esquerdo) e noroeste (canto superior direito), e o jato bipolar estreito incorporado que os impulsiona, com detalhes sem precedentes. Esta série de eventos de choque indica uma liberação episódica de gás diretamente relacionada ao crescimento da protoestrela pela queda de poeira e gás. Crédito: ESA/Webb, NASA, CSA, T. Ray (Instituto de Estudos Avançados de Dublin)
Detalhes revelados pelo JWST
A imagem obtida com o instrumento NIRCam mostra uma série de choques de proa, ou seja, radiação desencadeada por colisões de gás, para sudeste (canto inferior esquerdo) e noroeste (canto superior direito), bem como o jato bipolar estreito incorporado que os alimenta em velocidades sem precedentes. detalhe – resolução espacial aproximadamente 5 a 10 vezes maior do que qualquer imagem anterior de HH 211. Esta série de eventos de choque indica uma liberação episódica de gás, que está diretamente relacionada ao crescimento da protoestrela pela queda de poeira e gás.
Observações de jato interno e possibilidades de estrelas binárias
O jato interno é visto “balançando” com simetria espelhada em ambos os lados da protoestrela central. Isto está de acordo com observações em escalas menores e sugere que a protoestrela pode, de facto, ser uma estrela binária não resolvida.
“Essas observações com o JWST não produzem apenas imagens impressionantes. Eles também nos fornecem uma ferramenta para estudar a maturação dos predecessores diretos das estrelas com um detalhe sem precedentes,” diz Thomas Henning, diretor do Instituto Max Planck de Astronomia (MPIA) em Heidelberg, Alemanha. “Assim, as observações geram informações valiosas na nossa busca para compreender a formação estelar.”
Avanços na observação do movimento do gás
Observações anteriores do HH 211 com telescópios terrestres mostraram o movimento do gás ao longo do fluxo, medindo uma mudança de comprimento de onda na radiação emitida. Agora, a equipe encontrou enormes choques de proa com deslocamento para o vermelho (noroeste) e deslocamento para o azul (sudeste) e estruturas semelhantes a cavidades à luz do hidrogênio e do monóxido de carbono excitados por choque, respectivamente, e um jato de dupla face nodoso e sinuoso em à luz do monóxido de silício. Com estas novas observações com NIRCam e NIRSpec a bordo do JWST, os investigadores descobriram que o fluxo de gás do objeto é relativamente lento em comparação com protoestrelas semelhantes, mas mais evoluídas.
Medições de velocidade de saída
A equipe mediu as velocidades das estruturas de saída mais internas em cerca de 80 a 100 quilômetros por segundo. No entanto, a diferença de velocidade entre estas secções do fluxo de saída e o material principal com o qual estão a colidir – a velocidade da onda de choque – é muito menor. Eles concluíram que os fluxos das estrelas mais jovens, como aquela no centro de HH 211, são compostos principalmente de moléculas devido às velocidades comparativamente baixas das ondas de choque, que não são energéticas o suficiente para quebrar as moléculas em átomos e íons mais simples.
Para obter mais informações sobre esta observação, consulte Webb captura fluxo supersônico de uma estrela recém-nascida.
Mais Informações
Os cientistas do MPIA envolvidos nesta pesquisa são H. Beuther (Co-I), Th. Henning, M. Güdel (também ETH Zürich, Suíça e Universidade de Viena, Áustria) e G. Perotti.
Os astrônomos observaram HH 211 como parte do Programa de Observação do Ciclo 1 do JWST 1257, “The Young Protostellar Outflow HH211” (PI: Thomas Ray).
O Telescópio Espacial James Webb (JWST) é o observatório líder mundial para pesquisas espaciais. JWST é um programa internacional liderado pela NASA com seus parceiros, a ESA (Agência Espacial Europeia) e CSA (Agência Espacial Canadense).
A câmera infravermelha próxima (NIRCam) e o espectrógrafo infravermelho próximo (NIRSpec) são dois dos quatro instrumentos científicos do JWST. NIRCam é o principal gerador de imagens de infravermelho próximo do JWST, fornecendo imagens e espectroscopia de alta resolução para uma ampla variedade de investigações. O NIRSpec fornece observações espectroscópicas de baixa, média e alta resolução no infravermelho próximo (de 0,6 a 5,0 mícrons). Foi construído pela indústria europeia de acordo com as especificações da ESA. A MPIA forneceu os mecanismos do filtro e das rodas gradeadoras.
