Região misteriosa da Via Láctea tem novos detalhes revelados pelo James Webb

Uma nuvem de poeira opaca em forma de caixa, localizada no centro de nossa galáxia, tem intrigado os cientistas por muito tempo, e observações que revelam um novo detalhe sobre sua composição estão aprofundando o mistério, possivelmente alterando o que se sabe sobre como as estrelas se formam. A nuvem, apelidada de “o Tijolo” por sua impenetrabilidade visual e aparência retangular, foi anteriormente estimada como tendo mais de 100.000 vezes a massa do Sol. E tal aglomerado denso deveria estar gerando novas estrelas massivas, com base na compreensão atual dos pesquisadores sobre a formação estelar. No entanto, não está acontecendo. O Tijolo está em grande parte inativo. E as observações mais recentes, feitas usando o Telescópio Espacial James Webb, não revelaram nenhuma estrela jovem oculta.

Os novos dados do Webb, em vez disso, revelaram que o Tijolo não é composto apenas de gás. Segundo um estudo publicado na segunda-feira no The Astrophysical Journal, ele também está repleto de monóxido de carbono congelado – muito mais do que o previamente esperado. Além disso, há mais gelo se formando mais profundamente no interior do Tijolo. As descobertas podem ter implicações drásticas na forma como os cientistas analisam essa região no futuro. Mais gelo de monóxido de carbono dentro do Tijolo poderia mudar drasticamente como os pesquisadores estudam e medem as nuvens escuras no centro da Via Láctea.

Telescópio James Webb compartilha novas imagens impressionantes

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“Estamos mais próximos de entender o que exatamente está acontecendo no Tijolo e onde está a massa”, disse Adam Ginsburg, astrônomo da Universidade da Flórida e autor principal do estudo. “Mas abrimos mais perguntas do que fechamos com isso.”

Entre essas perguntas: por que e onde esse monóxido de carbono está congelando em gelo? Outros mistérios para esta região também permanecem sem resposta: por que não conseguimos ver novas estrelas se formando? O Tijolo não é tão denso quanto os cientistas acreditavam? E quais são as estranhas características semelhantes a cristas e filamentos que aparecem dentro do Tijolo?

“Temos mais a investigar antes de realmente ter certeza do que está acontecendo”, disse Ginsburg. “Eu diria que estamos na fase de formação de hipóteses, não na fase de tirar conclusões.”

O que o Webb revelou

Ginsburg e seus colegas pesquisadores, incluindo estudantes de pós-graduação da Universidade da Flórida, obtiveram esses novos dados do Webb em setembro de 2022. Foi um momento crucial. Como o telescópio espacial mais poderoso já construído, o Webb poderia oferecer insights nunca antes vistos sobre o Tijolo. Mas, desde o início, Ginsburg e sua equipe perceberam que os dados precisavam de muito trabalho. O telescópio Webb se orienta usando um mapa, determinando a direção em que está apontando ao se referenciar em relação às estrelas conhecidas.

O problema era que “há tantas estrelas no centro galáctico que ele fica confuso”, disse Ginsburg. Então, os pesquisadores tiveram que passar meses limpando os dados, orientando-os para se alinhar corretamente com os mapas existentes do céu. Em seguida, ao observarem o Tijolo, descobriram que as imagens do Webb estavam saindo com a cor errada.

“Todas as estrelas estavam saindo um pouco azuis demais”, disse Ginsburg, levando os pesquisadores a se perguntar se algo estava errado com os dados. Mas, segundo ele, o problema estava em suas suposições. Os cientistas não esperavam que houvesse tanto gelo de monóxido de carbono, e isso foi a causa da mudança de cor, de acordo com o estudo.

Saber da existência do gelo pode ter amplos efeitos para todos os tipos de pesquisas no centro da Via Láctea, disse a Dra. Natalie Butterfield, cientista assistente no Observatório Nacional de Radioastronomia, que não esteve envolvida no estudo. Butterfield disse que sua própria pesquisa, que inclui o estudo de supernovas e a radiação entre sistemas estelares, pode ser alterada para sempre ao entender a existência desse gelo de monóxido de carbono. Isso pode mudar a forma como os cientistas estimam a massa de todas as nuvens no centro galáctico.

Por que o monóxido de carbono é importante

Há várias coisas intrigantes sobre todo esse gelo de monóxido de carbono. Por exemplo, a área é relativamente quente – em torno de 60 Kelvin (menos 351,67 graus Fahrenheit) – enquanto o monóxido de carbono geralmente congela a 20 Kelvin. Pode ser que a poeira dentro do Tijolo seja muito mais fria do que o gás, fazendo com que o monóxido de carbono ao redor das partículas de poeira se torne sólido. Ou, segundo Ginsburg, pode ser que a água esteja congelando, aprisionando o monóxido de carbono dentro.

A resposta é importante. Todo o gelo em uma região como o Tijolo pode fornecer aos cientistas novas informações sobre nosso sistema solar – até mesmo nosso planeta. O gelo e a água que existem na Terra, por exemplo, provavelmente chegaram aqui por meio de cometas. Portanto, onde o gelo existe no universo e como ele se forma pode ajudar os pesquisadores a entender de onde vêm esses cometas e como coletaram os materiais que depositaram.

Onde estão as estrelas?

E então há o grande mistério de por que não há formação estelar dentro do Tijolo. Os cientistas já sabem que as novas estrelas são formadas a partir de nuvens de poeira e moléculas de hidrogênio. Mas os cientistas não podem observar diretamente as moléculas de hidrogênio dentro do Tijolo – ou em qualquer outro lugar do universo – porque são invisíveis para os telescópios.

No entanto, os cientistas também sabem que, para cada molécula de hidrogênio, provavelmente há uma certa quantidade de monóxido de carbono. E o monóxido de carbono é visível – então os cientistas podem medi-lo como um substituto para identificar quantas moléculas de hidrogênio estão em uma determinada área. Os pesquisadores têm usado esse método para medir moléculas de hidrogênio há 50 anos, disse Ginsburg.

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Mas eles sempre assumiram que o monóxido de carbono era gasoso – não sólido, como os dados do Webb revelaram. Essa descoberta abre uma nova caixa de Pandora, disse Ginsburg. Ele observou que é crucial para os pesquisadores entenderem em que estado de matéria o monóxido de carbono está – gasoso ou sólido – para chegar às respostas corretas.

Cada nova peça de conhecimento sobre o Tijolo e sua composição informa melhor por que essa nuvem opaca não está produzindo estrelas, mesmo que – segundo a maioria dos relatos – deveria ser um dos viveiros de estrelas mais ativos da galáxia.

“É um lugar realmente natural para novas estrelas”, disse Ginsburg. “Mas não encontramos muitas – apenas uma quantidade muito, muito pequena.”

Há algumas respostas possíveis que Ginsburg e outros pesquisadores estão ansiosos para explorar: talvez o Tijolo seja mais disperso – menos compacto – do que os cientistas pensavam. Ou talvez seja apenas muito jovem, e seus dias de formação estelar estão à frente. Essas são perguntas, disseram Ginsburg e Butterfield, que o Webb pode continuar ajudando os pesquisadores a responder.

“É apenas um telescópio impressionante, impressionante”, disse Butterfield. “Acredito que este é apenas o primeiro de muitos resultados únicos que virão do JWST para o centro galáctico.”