Uma “árvore de Natal” surge da sinergia entre os telescópios Hubble e James Webb

As imagens combinadas dos dois telescópios produziram uma bela imagem de um aglomerado de galáxias que lembra as luzes cintilantes de uma árvore de Natal.

Aglomerado de galáxias MCS0416
Imagem do aglomerado de galáxias MCS0416 obtida pela combinação de imagens dos telescópios Hubble (visível) e James Webb (infravermelho próximo). Créditos: NASA-ESA/CSA.

Quando os dois “grandes” do espaço trabalham em sinergia, o “espetáculo” está garantido. Os “dois grandes” no espaço são os nossos maiores telescópios espaciais, Hubble e James Webb, enquanto o “show” é uma imagem particularmente bonita de um aglomerado de galáxias que foi apelidado de “árvore de Natal”.

Diríamos que quase no momento perfeito, tendo em vista que o Natal está se aproximando...

Quem são Hubble e James Webb

Hubble e James Webb são dois telescópios espaciais nomeados devido aos astrônomos Edwin Powell Hubble e James Edwin Webb, respectivamente, este último sendo um administrador histórico da NASA.

O telescópio Hubble foi lançado em órbita em 1990 e possui um espelho de 2,4 m e uma série de instrumentos que permitem observações em faixas que vão do ultravioleta próximo ao visível e infravermelho.

O Telescópio James Webb, lançado em órbita há pouco mais de um ano, possui espelho de 6,5 m de diâmetro e instrumentos otimizados para observação infravermelha.

A capacidade de um telescópio captar luz e resolver (separar) objetos muito próximos ou detalhes de um mesmo objeto em suas imagens depende do diâmetro do espelho: quanto maior o diâmetro, maior será o poder de resolução do telescópio.

O telescópio Euclid, recentemente lançado em órbita, possui um espelho de 1,2 metros.

Uma "árvore de Natal"

Os dois telescópios observaram o mesmo objeto muito distante da Terra, que também contém galáxias muito antigas, formadas cerca de 3 bilhões de anos após o Big Bang. A idade atual do universo é de cerca de 14 bilhões de anos.

aglomerado de galáxias MCS0416
Comparação da imagem visível obtida pelo Hubble (à esquerda) e da imagem no infravermelho próximo obtida pelo James Webb (à direita), posteriormente combinadas para obter a imagem de capa desse artigo. Crédito: NASA, ESA, CSA, STScI.

O que os dois telescópios observaram é um aglomerado de galáxias chamado MCS0416.

Uma galáxia é uma estrutura cósmica composta por bilhões de estrelas, planetas, bem como gás e poeira que constituem o meio interestelar. Os aglomerados de galáxias também são uma estrutura cósmica que geralmente contém entre 100 e 1.000 galáxias.

Enquanto o Hubble observou o MCS0416 no visível, James Webb o observou no infravermelho. Ao combinar adequadamente as duas imagens, surgiu uma de excepcional beleza, na qual as cores também nos dão informações sobre a distância mútua entre as galáxias individuais: as vermelhas estão mais distantes (e mais antigas) e, portanto, ricas em poeira, enquanto as azuis estão mais próximas (e mais jovens). De fato, o Hubble detectou intensa atividade de formação estelar em muitas destas mais jovens.

A imagem resultante lembra as luzes coloridas com que a árvore de Natal é decorada.

Mas, além disso, James Webb observou MCS0416 quatro vezes com observações separadas por semanas.

Se as 4 imagens forem observadas em sequência rápida e ciclicamente (diríamos num período de tempo repetido infinitamente) observamos que muitas das luzes piscam exatamente da mesma forma que as luzes usadas em árvores de Natal. Esses objetos que piscam, ou seja, cujo brilho muda com o tempo, são chamados de “transientes” e as 4 imagens foram obtidas justamente para estudar esses transientes.

O que encontramos nesta “árvore de Natal”?

A quantidade de detalhes que surgiu da combinação das imagens do Hubble com as de James Webb é verdadeiramente notável.

Entre as mais óbvias estão as diferentes cores que, como já mencionamos, fornecem informações sobre a distância das galáxias individuais dentro do aglomerado. Pode ser observar galáxias com diferentes formatos e orientadas aleatoriamente no espaço.

Vê-se também um efeito de “lente gravitacional”, ou seja, a distorção e amplificação da luz proveniente de objetos muito mais distantes que o MCS0416, cujos raios de luz ao passarem pelas proximidades deste aglomerado, devido à sua imensa massa e à consequente deformação do espaço, também se deformam (em forma de arco) e seu brilho se intensifica.

Entre os “transientes” há dois em particular que foram chamados de Mothra e Godzilla (nomes de dois monstros, conhecidos como kajiu no cinema japonês).O nome se deve ao fato de seu brilho ter se intensificado de forma “monstruosa” devido ao efeito das lentes gravitacionais, precisamente 4.000 vezes!

estrela Mothra
Na imagem do aglomerado de galáxias MCS0416, a estrela Mothra aparece ampliada, visível graças ao efeito de lente gravitacional, que distorceu sua forma. Créditos: NASA, ESA, CSA, STScI.

O primeiro autor do estudo que levou à criação desta imagem é o japonês Haojin Yan, que juntamente com outros investigadores apresentou os resultados na revista Astrophysical Journal, embora, como acontece frequentemente no campo da pesquisa científica, um estudo semelhante tenha sido publicado na revista Astronomy & Astrophysics por José Diego e colaboradores em setembro.