‘Geleiras interestelares’: SPHEREx da NASA mapeia vastas regiões galácticas de gelo

A missão SPHEREx (Espectrofotômetro para a História do Universo, Época de Reionização e Explorador de Gelos) da NASA mapeou o gelo interestelar em uma escala sem precedentes. Cobrindo regiões da nossa galáxia, a Via Láctea, com mais de 600 anos-luz de diâmetro, o gelo foi encontrado dentro de nuvens moleculares gigantes – vastas regiões de gás e poeira onde aglomerados densos de matéria colapsam sob a gravidade, dando origem a estrelas. Um estudo que descreve essas descobertas publicado Quarta-feira no The Astrophysical Journal.

Um dos SPHERExO principal objetivo do é mapear as assinaturas químicas de vários tipos de gelo interestelar. Esse gelo inclui moléculas como água, dióxido de carbono e monóxido de carbono, que são vitais para a química que permite o desenvolvimento da vida. Os investigadores acreditam que estes reservatórios de gelo, presos às superfícies de minúsculos grãos de poeira, são onde a maior parte da água do Universo é formada e armazenada. A água nos oceanos da Terra – e os gelos dos cometas e de outros planetas e luas da nossa galáxia – tem origem nestas regiões.

“Estes vastos complexos congelados são como ‘geleiras interestelares’ que poderiam fornecer um enorme abastecimento de água aos novos sistemas solares que nascerão na região”, disse o co-autor do estudo Phil Korngut, cientista de instrumentos do SPHEREx no Caltech em Pasadena, Califórnia. “É uma ideia profunda que estejamos olhando para um mapa de material que poderia chover em planetas nascentes e potencialmente sustentar vida futura.”

Graças às suas capacidades espectrais, o SPHEREx pode medir as quantidades de vários gelos e moléculas, como hidrocarbonetos aromáticos policíclicos, dentro e ao redor das nuvens moleculares, ajudando os cientistas a compreender melhor a sua composição e ambiente.

Embora telescópios espaciais como o da NASA Telescópio Espacial James Webb e a agência está aposentada Spitzer ter detectado água, dióxido de carbono, monóxido de carbono e outras moléculas geladas em toda a nossa galáxia, o observatório SPHEREx é a primeira missão infravermelha projetada especificamente para encontrar essas moléculas em todo o céu por meio do levantamento espectral em grande escala da missão.

“Esperávamos detectar estes gelos em frente de estrelas brilhantes individuais: a luz de uma estrela actua como um holofote, revelando qualquer gelo no espaço entre nós e essa estrela. Mas isto é algo diferente,” disse o autor principal Joseph Hora, astrónomo do Centro de Astrofísica (CfA) de Harvard & Smithsonian em Cambridge, Massachusetts. “Ao olhar ao longo do plano galáctico – onde a maioria das estrelas, gás e poeira da nossa galáxia estão concentradas – há muita luz de fundo difusa brilhando através de nuvens de poeira inteiras, e o SPHEREx pode ver a distribuição espacial dos gelos que elas contêm com detalhes incríveis.”

Gerenciado pelo Laboratório de Propulsão a Jato da NASA no sul da Califórnia, o observatório SPHEREx lançado 11 de março de 2025, e tem a capacidade única de ver o céu em 102 cores, cada uma representando um comprimento de onda diferente de luz infravermelha que oferece informações distintas sobre galáxias, estrelas, regiões de formação de planetas e outras características cósmicas. No final de 2025, SPHEREx tinha concluído o primeiro de quatro mapas infravermelhos do universo, mapeando as posições de centenas de milhões de galáxias em 3D para ajudar a responder às principais questões sobre o cosmos, incluindo aquelas sobre as origens da água e da vida.

Usando os mapas SPHEREx de várias moléculas geladas, os autores do estudo foram capazes de observar profundamente muitas nuvens moleculares nas regiões Cygnus X e Nebulosa Norte-Americana da Via Láctea. Nas áreas mais densas, onde a quantidade de poeira é maior, faixas filamentares escuras bloqueiam a luz visível das estrelas atrás. Com o seu olho infravermelho, o telescópio espacial também revelou onde os diferentes gelos – que absorvem comprimentos de onda específicos de luz infravermelha que passariam através das nuvens se consistissem apenas de poeira – estão mais densos.

Esta descoberta apoia a hipótese de que o gelo interestelar se forma na superfície de minúsculas partículas de poeira, que não são maiores do que as partículas encontradas no fumo das velas, e que as regiões densas de poeira protegem os gelos da intensa radiação ultravioleta emitida pelas estrelas recém-nascidas. No entanto, nem todos os gelos são tratados da mesma forma no meio interestelar.

“Podemos investigar os factores ambientais que contribuem para diferentes taxas de formação de gelo em grandes áreas do espaço interestelar,” disse o co-autor do estudo Gary Melnick, também astrónomo do CfA. “A visão geral da missão SPHEREx fornece novas informações valiosas que você não consegue obter ao ampliar uma região pequena.”

Dentro desta perspectiva ampla, acrescenta Melnick, o SPHEREx pode fazer algo que os observatórios terrestres não conseguem: detectar quantidades variáveis ​​de água e dióxido de carbono, dois gelos que respondem de forma diferente aos factores ambientais. Por exemplo, a presença de luz ultravioleta intensa proveniente de estrelas jovens massivas próximas ou o aquecimento destes grãos de poeira por essa luz afecta a abundância de diferentes gelos de maneiras distintas.

Este é apenas o começo da missão. As observações do SPHEREx fornecerão aos cientistas uma ferramenta poderosa para explorar os vários componentes da nossa galáxia, a física do meio interestelar que leva à formação de estrelas e planetas, e os processos químicos que fornecem moléculas essenciais para a vida aos planetas recém-formados.

A missão é gerenciada pelo JPL para a Divisão de Astrofísica da agência, dentro da Diretoria de Missões Científicas em Washington. O telescópio e o ônibus espacial foram construídos pela BAE Systems em Boulder, Colorado. A análise científica dos dados SPHEREx está sendo conduzida por uma equipe de cientistas de 13 instituições nos EUA, na Coreia do Sul e em Taiwan, liderada pelo investigador principal Jamie Bock, que trabalha na Caltech com uma nomeação conjunta do JPL, e pelo cientista do projeto JPL, Olivier Doré. Os dados são processados ​​e arquivados no IPAC da Caltech em Pasadena, que gerencia o JPL da NASA. O conjunto de dados SPHEREx está disponível gratuitamente para cientistas e para o público.

Para obter mais informações sobre a missão SPHEREx, visite:

https://science.nasa.gov/mission/spherex/

Contatos de mídia

Ian J. O’Neill
Laboratório de Propulsão a Jato, Pasadena, Califórnia.
818-354-2649
ian.j.oneill@jpl.nasa.gov

Alise Fischer
Sede da NASA, Washington
202-617-4977
alise.m.fisher@nasa.gov

Amy C. Oliver, FRAS
Oficial de Relações Públicas
Observatório Astrofísico Smithsonian
amy.oliver@cfa.harvard.edu

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