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jul 18

ESA/Herschel: novas imagens prometem um futuro de descobertas brilhantes

Herschel é o maior telescópio espacial em operação na atualidade. Crédito: ESA / D. Ducros, 2009

Herschel é o maior telescópio espacial em operação na atualidade. Crédito: ESA / D. Ducros, 2009

O observatório espacial Herschel encerrou o primeiro teste de observações com todos os seus instrumentos, com resultados espetaculares. Galáxias, berçários estelares e estrelas moribundas concorreram como os primeiros alvos do Herschel. Os instrumentos testados forneceram dados espetaculares nessa primeira tentativa, encontrando água e carbono e revelando dúzias de galáxias distantes.

Estas observações mostram que os instrumentos do Herschel estão funcionando acima das expectativas. Em decorrência do sucesso dessa primeira batelada de observações os cientistas estão otimistas e esperam que a missão Herschel seja recheada de descobertas fantásticas para o deleite dos astrônomos ansiosos. Aqui estão algumas informações sobre os ensaios efetuados com seus três principais equipamentos.

Instrumento 1: O receptor SPIRE surpreende com sua capacidade

Em 24 de junho de 2009, o receptor SPIRE (Spectral and Photometric Imaging Receiver) do Herschel foi apontando para duas galáxias, em seu primeiro olhar para o Universo. As galáxias se mostraram claramente, proporcionando as melhores imagens jamais obtidas pelos astrônomos nestes comprimentos de onda e revelaram ainda outras galáxias, mais distantes, no fundo das imagens.

As fotos abaixo mostram as galáxias M66 e M74 a um comprimento de onda de 250 micrômetros, comprimento de onda mais longo do que o utilizado anteriormente no infravermelho por qualquer observatório espacial. Paradoxalmente, 250 micrômetros é o comprimento de onda mais curto do equipamento SPIRE.

Imagem obtida pelo equipamento SPIRE da Herschel das galáxias M66 e M74. As imagens revelam a poeira das nebulosas nas regiões onde a formação estelar é mais ativa. Aqui também o núcleo e os braços espirais são claramente visíveis. Crédito: ESA e SPIRE Consortium.

Imagem obtida pelo equipamento SPIRE da Herschel das galáxias M66 e M74. As imagens revelam a poeira das nebulosas nas regiões onde a formação estelar é mais ativa. Aqui também o núcleo e os braços espirais são claramente visíveis. Crédito: ESA e SPIRE Consortium.

O instrumento SPIRE destina-se a procurar estrelas em formação na nossa Galáxia e nas galáxias vizinhas. Também irá procurar por galáxias no início da formação de estrelas no Universo muito distante. Uma vez que estas galáxias estão tão longe, a sua luz demorou muito tempo para chegar até nós, por isso, detectando-as estamos a olhar para o passado e a aprender como e quando é que galáxias como a nossa foram formadas.

O espelho principal do Herschel tem 3,5 m de diâmetro, quase quatro vezes maior do que qualquer anterior telescópio espacial de infravermelho. Estas imagens provam que o telescópio espacial Herschel permite um grande salto em frente na nossa capacidade de estudar objetos celestes nos comprimentos de onda mais longos da faixa infravermelha. As duas imagens seguintes comparam a capacidade do Herschel com a do telescópio espacial Spitzer.

Comparação da imagem obtida pelo Herschel/SPIRE da galáxia M66 com uma imagem semelhante obtida pelo Spitzer. M66 (também conhecida como NGC 3627) é uma galáxia espiral barrada localizada a cerca de 36 milhões de anos-luz na constelação de Leão. Crédito: Imagem do Herschel: ESA e SPIRE Consortium; Imagem do Spitzer: NASA/Spitzer SINGS.

Comparação da imagem obtida pelo Herschel/SPIRE da galáxia M66 com uma imagem semelhante obtida pelo Spitzer. M66 (também conhecida como NGC 3627) é uma galáxia espiral barrada localizada a cerca de 36 milhões de anos-luz na constelação de Leão. Crédito: Imagem do Herschel: ESA e SPIRE Consortium; Imagem do Spitzer: NASA/Spitzer SINGS.

O Telescópio Espacial SPITZER, da NASA, observa no infravermelho em comprimentos de onda mais curtos que os utilizados no Herschel, assim os dois telescópios espaciais mutuamente se complementam.

A galáxia Messier 74 (M74) vista em dois diferentes comprimentos de onda do espectro infravermelho. M74 (conhecida também como NGC 628) é uma galáxia espiral que dista 24 milhões de anos-luz da Terra na constelação de Peixes. As imagens em infravermelho da SPIRE mostram a poeira entre as estrelas, mostrando claramente os braços espirais. Na imagem vemos pontos tênues que são galáxias distantes. Estas galáxias também contem poeira que irradiam no infravermelho, mas como estão bem mais distantes, não conseguimos discernir as estruturas destas galáxias.

A galáxia Messier 74 (M74) vista em dois diferentes comprimentos de onda do espectro infravermelho (à esquerda a visão do SPITZER e à direita a imagem do Herschel). A M74 (conhecida também como NGC 628) é uma galáxia espiral que dista 24 milhões de anos-luz da Terra na constelação de Peixes. As imagens em infravermelho da SPIRE mostram a poeira entre as estrelas, mostrando claramente os braços espirais. Na imagem vemos pontos tênues que são galáxias distantes. Estas galáxias também contem poeira que irradiam no infravermelho, mas como estão bem mais distantes, não conseguimos discernir as estruturas destas galáxias.

O painel abaixo mostra as imagens da galáxia M74 em três diferentes comprimentos de onda infravermelhos longos.

Imagens da SPIRE da galáxia M74 em 3 diferentes comprimentos de onda, colorizados em azul, verde e vermelho. A qualidade da imagem em 250 micrômetros é a melhor das 3 pois quanto menor o comprimento de onda, maior a resolução da foto obtida.

Imagens da SPIRE da galáxia M74 em 3 diferentes comprimentos de onda, colorizados em azul, verde e vermelho. A qualidade da imagem em 250 micrômetros é a melhor das 3 pois quanto menor o comprimento de onda, maior a resolução da foto obtida.

Estas observações foram todas realizadas no primeiro dia de uso do SPIRE. Elas nos mostram claramente que os principais estudos científicos planejados para este instrumentos irão operar extremamente bem.

Instrumento 2: o caçador de água no espaço HIFI consegue sucesso na primeira tentativa

Carbono ionizado, monóxido de carbono e água detectados no berçário estelar DR21:  Escondidas dentro da nuvem molecular gigante DR21, novas estrelas massivas recém formadas já estão trazendo a devastação energética em seu berçário estelar. Nesta imagem colorizada da região de formação estelar DD21 capturada pelo SPITZER o verde revela a emissão de radiação a partir das maiores moléculas energizada pelas novas estrelas massivas. As bolhas de maior porte e as nuvens estriadas são causadas pela interação complexa entre as estrelas jovens e massivas e o ambiente interestelar. À direita temos o zoom desta região ativa. Crédito: ESA e HIFI Consortium.

Carbono ionizado, monóxido de carbono e água detectados no berçário estelar DR21: Escondidas dentro da nuvem molecular gigante DR21, novas estrelas massivas recém formadas já estão trazendo a devastação energética em seu berçário estelar. Nesta imagem colorizada da região de formação estelar DD21 capturada pelo SPITZER o verde revela a emissão de radiação a partir das maiores moléculas energizada pelas novas estrelas massivas. As bolhas de maior porte e as nuvens estriadas são causadas pela interação complexa entre as estrelas jovens e massivas e o ambiente interestelar. À direita temos o zoom desta região ativa. Crédito: ESA e HIFI Consortium.

Os cientistas usaram também o HIFI (Heterodyne Instrument for the Far-Infrared) do Herschel, no dia 22 de Junho, para procurar gás molecular quente aquecido por estrelas massivas recém-nascidas na região de formação estelar DR21 na constelação de Cisne (Cygnus).

O HIFI forneceu dados excelentes em dois modos de observação diferentes, enviando informações sobre a composição dessa região, com uma precisão e uma resolução sem precedentes. O instrumento funciona por “zoom in” a determinados comprimentos de onda, revelando diferentes linhas espectrais que são impressões digitais dos átomos e das moléculas e até mesmo das condições físicas do objeto observado. Isto torna o HIFI uma ferramenta poderosa para estudar o papel do gás e poeira na formação das estrelas e planetas e na evolução das galáxias.

Usando o HIFI, os cientistas detectaram carbono ionizado, monóxido de carbono e água em DR21. Estas diferentes linhas moleculares contribuem para um entendimento mais completo do que está acontecendo no espaço distante.

A alta qualidade das observações iniciais trás promessas de grandes avanços no entendimento do processo que rege a formação de estrelas.

Instrumento 3: O espectrômetro PACS observa dentro do Olho de Gato

Imagem na linha espectral do nitrogênio ionizado a 57 micrômetros da Nebulosa do Olho de Gato. Crédito: ESA e PACS Consortium.

Imagem na linha espectral do nitrogênio ionizado a 57 micrômetros da Nebulosa do Olho de Gato. Crédito: ESA e PACS Consortium.

A primeira observação com o instrumento PACS (Photodetector Array Camera and Spectrometer) foi realizada em 23 de junho. O primeiro alvo foi verificar a estrela moribunda conhecida como nebulosa do Olho de Gato. Descoberta por William Herschel em 1786, esta nebulosa é constituída por um complexo invólucro de gás projetado durante a morte de uma estrela cuja massa é similar a do Sol. A morte das estrelas cria nebulosas espetaculares, que enriquecem o meio interestelar com elementos químicos pesados. Mas como é que uma estrela inicialmente esférica pode produzir uma nebulosa tão complexa? Para resolver esta questão, precisamos observar os processos que ocorrem na periferia da estrela, quando as suas camadas exteriores são ejetadas.

Pela primeira vez foi possível através do espectrômetro PACS obter imagens em linhas espectrais e ver em três dimensões (3D) como o vento estelar formata sua nebulosa. O PACS observou a nebulosa em duas linhas espectrais de nitrogênio e oxigênio ionizados. Para melhor orientação, o fotômetro do PACS gerou um pequeno mapa da nebulosa do Olho de Gato na banda de 70 micrômetros, revelando a estrutura de anel de poeira cósmica com uma abertura em um dos lados.

Depois de trabalhar nestas imagens, Herschel irá agora entrar em uma nova etapa do projeto onde será realizada a verificação de seu desempenho, onde seus que os instrumentos serão novamente testados e calibrados. Esta etapa do projeto Herschel irá durar até ao final de novembro de 2009 e só após esta etapa é que a missão operacional de pesquisa científica vai começar.

Estas imagens, contudo, demonstram que teremos muitas novidades astronômicas a serem descobertas em breve. Vamos ter que aguardar ansiosamente mais alguns meses pelas novas surpresas que o Herschel vai nos presentear.

Fontes e referências:

ESA:

Astronomy.com: SPIRE instrument returns first images [The camera will look at star formation close up in our own galaxy and in nearby galaxies, and it will search for star-forming galaxies in the distant universe]


2 menções

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