Para onde quer que o JWST olhe no espaço, matéria e energia estão interagindo em exibições espetaculares. O Webb revela mais detalhes nessas interações do que qualquer outro telescópio porque ele pode ver através de gás denso e poeira que cobrem muitos objetos.
Em uma nova imagem, o JWST avista uma jovem protoestrela com apenas 100.000 anos.
A estrela é chamada L1527 e, nessa idade jovem, ainda está abrigada na nuvem molecular que a gerou. Essa é uma das razões pelas quais a NASA construiu o JWST (com a ajuda da ESA e da CSA). O telescópio pode ver através da poeira e do gás para revelar os estágios iniciais da formação de estrelas.
Esta imagem foi capturada com MIRI, o Instrumento de Infravermelho Médio. A jovem protoestrela está no centro de tudo, e ainda está crescendo. Ela está acumulando massa do disco protoplanetário que a cerca. O disco é a pequena linha horizontal escura no centro da imagem.
A protoestrela não é uma estrela da sequência principal, então ela não está passando por fusão como o Sol. Pode haver uma pequena quantidade de fusão de deutério em seu núcleo, mas ela gera energia de uma maneira diferente. À medida que o poder gravitacional da estrela atrai o material para mais perto, o material é comprimido e aquecido. Mais energia vem de ondas de choque geradas pelo material que entra e que colide com o gás existente. Esta é a energia que ilumina a estrela e seus arredores dentro da nuvem molecular gigante que o gerou.
À medida que protoestrelas jovens acumulam massa, elas geram campos magnéticos poderosos. Combinados com a rotação da estrela, esses campos afastam a matéria da estrela. Então, à medida que uma protoestrela adquire massa, ela também ejeta parte dela de volta ao espaço em jatos espetaculares em forma de ampulheta que vêm dos polos da estrela. Esses jatos criam choques de arco visíveis na matéria ao redor da estrela, que são as estruturas filamentares.
Há hidrocarbonetos aromáticos policíclicos (PAHs) no ambiente da estrela. São compostos orgânicos abundantes em todo o Universo que podem ter contribuído para o surgimento da vida. Eles brilham em azul na imagem, incluindo nas estruturas filamentosas.
A região vermelha no centro é uma camada espessa de gás e poeira ao redor da estrela jovem, iluminada pela energia da estrela. A região branca entre o vermelho e o azul é uma mistura de materiais. Há mais PAHs aqui, assim como gases ionizados como neon e outros hidrocarbonetos.
Esta não é a primeira vez que o JWST examina L1527. Em 2022, ele observou a protoestrela com sua Near-Infrared Camera (NIRCam).
Essa bela exibição de matéria e energia interagindo é transitória. Com o tempo, os poderosos fluxos da protoestrela limparão seus arredores de grande parte do gás e poeira, embora ela ainda tenha seu disco protoplanetário. Eventualmente, a estrela se tornará uma estrela da sequência principal, facilmente vista sem seu véu de gás e poeira. Nessa época, o sistema planetário da estrela estará tomando forma.
Há perguntas sem resposta sobre a formação de protoestrelas, e um dos principais objetivos científicos do JWST é a formação de estrelas. Por exemplo, astrofísicos não sabem exatamente como e quando a fusão é desencadeada, e uma protoestrela se torna uma estrela de sequência principal.
Embora os astrônomos saibam que existem campos magnéticos poderosos ao redor das protoestrelas, eles não sabem exatamente como eles se formam e qual o papel que desempenham no colapso e na rotação da estrela.
O JWST fez algum progresso nessa questão. Ele confirmou recentemente que jatos de estrelas jovens estão alinhados por causa da rotação e dos campos magnéticos da estrela, algo apoiado pela teoria, mas não confirmado por observações até agora.
Também há incertezas sobre como estrelas binárias se formam. Elas se formam da mesma forma que estrelas solitárias? Por que tantas estrelas são binárias?
A natureza exata dos eventos que desencadeiam a formação de estrelas também não é clara. Ondas de choque de supernovas podem desencadear o nascimento de estrelas, mas e em outros casos? É apenas uma questão de densidade?
As respostas a essas perguntas serão incrementais. Com sua capacidade de ver mais detalhes nas estrelas jovens e nas nuvens de gás e poeira rodopiantes que as envolvem, o JWST está progredindo uma imagem de cada vez.
