Telescópio James Webb: conheça o berçário de estrelas da nebulosa Carina

Finalmente, depois de 26 anos de planejamento e desenvolvimento, começam a chegar à Terra as primeiras imagens do Telescópio Espacial James Webb (JWST). No pacote de fotos liberadas nesta terça-feira (12), uma chama a atenção pela sua beleza e dramaticidade: os berçários de estrelas da nebulosa Carina, que está localizada a uma distância de cerca de 7.600 anos-luz da Terra.

Mostrando uma aparente região montanhosa, com picos e vales entremeados por salpicos brilhantes de estrelas, o lugar é na verdade a borda de uma gigantesca cavidade gasosa dentro de um aglomerado estelar aberto conhecido como NGC 3324. Esse objeto foi catalogado pelo astrônomo escocês James Dunlop em 1826.

A grande sacada desses Penhascos Cósmicos, no entanto, – cujos “picos” podem atingir 7 anos-luz de altura –, é uma coleção de berçários estelares emergentes, além de corpos celestes individuais que nunca apareceram nas imagens de luz registradas até agora. Ver o NGC 3324 com essa riqueza de detalhes permitirá uma melhor compreensão do processo de formação de estrelas.

O nascimento de estrelas no NGC 3324

O nascimento de uma estrela é desencadeado pela expansão da cavidade erodida dessa "caverna", e se estende ao longo do tempo. À medida que a borda brilhante e ionizada entra para o interior da nebulosa, ela vai levando junto gás e poeira. Se a borda encontrar qualquer substância instável, o aumento da pressão fará o material colapsar, formando novas estrelas.

É a radiação ultravioleta incandescente dessas estrelas jovens extremamente massivas que vai esculpindo a parede da nebulosa, erodindo-a aos poucos. Esses pilares resistentes que se elevam acima da parede de gás brilhante resistem à radiação, enquanto o “vapor”, que parece se desprender das montanhas na imagem do James Webb, é realmente o gás quente ionizado e poeira que são expulsos da nebulosa pela radiação.  

Essas aparentes montanhas em uma noite de lua cheia são a borda do berçário estelar NGC 3324, na nebulosa Carina (Fonte: NASA/ESA/CSA/STScI/Divulgação)

Enxergando através da poeira cósmica

A sensibilidade do James Webb à luz infravermelha – que nos permite espiar através da poeira cósmica – é o que possibilita a observação de todos esses objetos, como fontes estelares de jatos e fluxos que emergem claramente na imagem. As fontes mais jovens surgem como pontos vermelhos na região mais escura e empoeirada da nuvem, enquanto objetos nas primeiras fases de formação estelar são mais difíceis de capturar.

Paradoxalmente, o mesmo distúrbio que deflagra a formação de uma estrela pode também impedir a sua formação à medida que o material que a constitui é erodido. Estas são questões que o Webb poderá auxiliar os astrofísicos a responder: o que define o número de estrelas que irão se formar em uma região do espaço? E por que elas se formam com uma determinada massa?

Nesse sentido, o telescópio irá revelar o movimento inverso: o impacto da formação estelar na evolução dessas colossais nuvens de gás e poeira. Embora se conheça um pouco do efeito dos ventos violentos e da alta energia das estrelas massivas, nada se sabe ainda sobre o impacto dessa multidão de estrelas de baixa massa, à medida que vão se formando, na estrutura material da nebulosa.

NIRCam do James Webb com os defletores ópticos removidos (Fonte: Universidade do Arizona/NASA/Divulgação)

A captação das imagens do James Webb

As imagens obtidas pelos telescópios tradicionais até agora – mesmo as do Hubble – não foram capazes de fornecer dados suficientes aos cientistas sobre a influência do conjunto de estrelas de baixa massa jovens e mais energéticas agora reveladas. Com isso, o Webb está realizando um verdadeiro censo do número de indivíduos celestes e do seu impacto na estrutura da nebulosa.

Daí a importância da Near-Infrared Camera (NIRCam), o sensor de frente de onda do observatório, além do Mid-Infrared Instrument (MIRI), uma câmera conjugada com espectrógrafo capaz de observar a radiação infravermelha entre 5 e 28 mícrons. 

A radiação nítida e hipersensível da NIRCam revela centenas de estrelas que ficavam escondidas nas imagens anteriores, além de inúmeras galáxias de fundo ofuscadas pela poeira cósmica. Já o MIRI mostra, no infravermelho médio, estrelas jovens e seus discos empoeirados que irão formar futuros planetas, desenterrando estruturas embutidas na poeira e evidenciando jatos protoestelares do vir a ser de astros nascentes.