Galáxias em uma casa cósmica de espelhos

Esse Telescópio Espacial James Webb da NASA/ESA/CSA Foto do Mês apresenta galáxias em grande detalhe que foram distorcidas e multiplicadas como se tivessem entrado em uma casa de espelhos. As brilhantes galáxias douradas espalhadas por esta imagem pertencem a um aglomerado de galáxias chamado MACS J0454.1-0300. As galáxias laranja concentradas num lado do aglomerado não fazem realmente parte do aglomerado e estão muito mais distantes de nós.

O próprio MACS J0454.1-0300 está imensamente distante: a luz destas galáxias tem viajado até nós há tanto tempo que vemos o aglomerado tal como era quando o Universo tinha cerca de 8 mil milhões de anos. Embora este aglomerado de galáxias seja um alvo científico valioso por si só, as verdadeiras estrelas desta imagem são as galáxias que parecem distorcidas e esticadas, como uma pintura que foi manchada por uma mão gigante.

A aparência dessas galáxias é o resultado de lente gravitacionalem que a enorme massa de um objeto em primeiro plano, como um aglomerado de galáxias, curva e amplia a luz de um objeto mais distante no fundo. As lentes gravitacionais permitem aos astrônomos observar galáxias, aglomerados de estrelas e até estrelas individuais que estão muito distantes para serem vistas pelos nossos telescópios em condições normais. Embora as grandes galáxias laranja pareçam obviamente distorcidas, observe cuidadosamente algumas das pequenas galáxias de fundo avermelhadas ao longo desta imagem: mesmo nas extremidades da imagem, há galáxias cujas imagens foram dobradas em pequenos arcos pela gravidade do MACS J0454.1-0300.

As áreas com lentes gravitacionais mostram múltiplas imagens de galáxias de quando o Universo era jovem: um grupo de galáxias 2 mil milhões de anos após o Big Bang e uma única galáxia com apenas 800 milhões de anos após o Big Bang. O grupo de galáxias parece estar passando por uma fusão, resultando em uma enorme explosão de formação estelar.

Os astrónomos também identificaram “nós” individuais brilhantes dentro das áreas de lentes gravitacionais, correspondendo a regiões tão pequenas como 5 anos-luz de diâmetro. Esses pequenos aglomerados aparecem ampliados por um fator de mais de 300, em alguns casos.

NASA/ESA Imagem do Telescópio Espacial Hubble deste mesmo aglomerado foi lançado em 2014. Reserve um momento para comparar as duas imagens; a diferença entre eles é dramática. A nova imagem do Webb revela centenas de galáxias ausentes na imagem anterior. Essas galáxias sempre estiveram lá, mas Webb é muito mais sensível à sua luz muito mais vermelha.

Os dados por trás desta imagem vêm de dois programas de observação (#5058PI: Furtak; #6882PI: Fujimoto) que aproveitam a capacidade de enormes aglomerados de galáxias de trazer objetos distantes à vista.

(Descrição da imagem: Um enorme aglomerado de galáxias, feito de muitas galáxias elípticas douradas com a maior e mais brilhante no centro. Galáxias laranja fortemente distorcidas aparecem ao redor do aglomerado, a maior concentrada em um grande arco ao redor do centro do aglomerado; estas são imagens de galáxias muito distantes, criadas por lentes gravitacionais. Algumas galáxias são grandes e de cor branco-azulada; estrelas brilhantes próximas são da mesma cor.)