Novas Descobertas do Telescópio Espacial James Webb
O JWST revela detalhes importantes sobre galáxias que formam estrelas no meio cósmico.
― 5 min ler
O Telescópio Espacial James Webb (JWST) trouxe novas perspectivas sobre Galáxias distantes que estão ativamente formando estrelas. Este artigo fala sobre as descobertas de um estudo com 22 galáxias empoeiradas em formação estelar localizadas no que os cientistas chamam de "meio cósmico", um período em que a Formação de estrelas estava super ativa no universo.
Entendendo as Galáxias
As galáxias desse estudo são conhecidas por sua alta luminosidade no infravermelho (IR), indicando que estão produzindo novas estrelas rapidinho. Ao examinar imagens tiradas pela NIRCam do JWST, os pesquisadores conseguiram olhar mais a fundo na estrutura dessas galáxias, mesmo quando estavam escondidas pela Poeira.
Objetivos do Estudo
A principal meta era entender melhor como essas galáxias se formam e evoluem ao longo do tempo. Olhando de perto para suas diferentes partes, especialmente onde a formação de estrelas rola, os cientistas esperam descobrir pistas sobre os processos que moldam esses sistemas distantes.
Principais Descobertas
Discos Fragmentados: Galáxias observadas em maiores redshifts geralmente têm discos fragmentados com manchas de várias cores. Isso sugere que elas ainda estão nas fases iniciais de formação dos bulges, que costumam ser estruturas mais estáveis e definidas nas galáxias.
Desigualdade: Muitas das galáxias mostraram uma desigualdade visível, significando que suas estruturas eram irregulares. Essa característica tinha sido ignorada em estudos anteriores, mas pode influenciar bastante como essas galáxias evoluem.
Núcleos Formadores de Estrelas: Cerca de um quarto das galáxias tem regiões formadoras de estrelas concentradas em seus centros, cercadas por discos quiescentes (inativos). Esse arranjo pode indicar um processo conhecido como "quenching de fora para dentro", onde a formação de estrelas nas regiões externas para antes de parar no centro.
Estruturas em Grupo: Algumas regiões quiescentes mostraram evidências de estruturas em forma de grupo. Esses aglomerados parecem conter estrelas mais velhas e não estão formando novas estrelas ativamente, adicionando uma complexidade ao estudo da evolução das galáxias.
Métodos Usados
Para analisar essas galáxias, os pesquisadores usaram imagens de alta resolução da NIRCam do JWST. A equipe dividiu cada galáxia em regiões com base na cor, o que ajudou a entender onde a formação de estrelas estava acontecendo e quão ativas aquelas regiões eram.
Classificação das Galáxias
As galáxias foram classificadas em três tipos com base em sua atividade formadora de estrelas:
- Tipo I: Essas galáxias têm discos formadores de estrelas com núcleos vermelhos que indicam formação de estrelas em andamento.
- Tipo II: Essas têm núcleos formadores de estrelas, mas são cercadas por discos quiescentes, sugerindo que as partes externas não estão formando estrelas ativamente.
- Tipo III: Essas têm centros "quenchados" acompanhados de discos ativos formadores de estrelas, lembrando mais as galáxias espirais que conhecemos.
Importância da Poeira
A poeira desempenha um papel crucial na estrutura e aparência dessas galáxias. Embora possa obscurecer certas regiões da vista em comprimentos de onda ópticos, a capacidade do JWST de observar no infravermelho próximo permite que os cientistas vejam através dessa poeira. As observações revelam a verdadeira natureza da formação de estrelas, que muitas vezes fica escondida em outros comprimentos de onda.
Como Este Estudo Avança o Conhecimento
Esta pesquisa é significativa de várias maneiras:
Preenchendo Lacunas no Conhecimento: Este estudo ajuda a conectar o que se sabe sobre regiões compactas empoeiradas em formação estelar vistas em observações submilimétricas e discos maiores e mais estendidos vistos na luz óptica.
Identificando Possíveis Contrapartes: Algumas galáxias do estudo também parecem corresponder a galáxias submilimétricas conhecidas, sugerindo que fazem parte de sistemas maiores do que se pensava antes.
Explorando o Papel do Ambiente: O estudo oferece uma visão de como os ambientes locais influenciam a formação de galáxias. Ao observar a densidade das galáxias vizinhas, os pesquisadores podem entender melhor os processos que conduzem à desigualdade observada e à formação de estrelas.
O Futuro da Pesquisa em Galáxias
As descobertas deste estudo incentivam uma exploração mais profunda de galáxias em altos redshifts. À medida que o JWST continua suas operações, provavelmente vai desvendar ainda mais sobre a evolução das galáxias e nos dar uma imagem mais clara de sua história de formação.
Em conclusão, o JWST abriu um novo capítulo na nossa compreensão das galáxias empoeiradas em formação de estrelas. As revelações sobre suas estruturas, desigualdades e padrões de formação de estrelas fornecem insights essenciais sobre os processos gerais que moldam as galáxias ao longo do tempo e do espaço. A pesquisa não só aprofunda nosso conhecimento atual, mas também prepara o terreno para futuras descobertas no campo da astrofísica.
Título: JWST/CEERS sheds light on dusty star-forming galaxies: forming bulges, lopsidedness and outside-in quenching at cosmic noon
Resumo: We investigate the morphology and resolved physical properties of a sample of 22 IR-selected DSFG at cosmic noon using the JWST/NIRCam images obtained in the EGS field for the CEERS survey. The resolution of the NIRCam images allowed to spatially resolve these galaxies up to 4.4um and identify their bulge even when extinguished by dust. The goal of this study is to obtain a better understanding of the formation and evolution of FIR-bright galaxies by spatially resolving their properties using JWST in order to look through the dust and bridge the gap between the compact FIR sources and the larger optical SFG. Based on RGB images from the NIRCam filters, we divided each galaxy into several uniformly colored regions, fitted their respective SEDs, and measured physical properties. After classifying each region as SF or quiescent, we assigned galaxies to three classes, depending on whether active SF is located in the core, in the disk or in both. We find (i) that galaxies at a higher z tend to have a fragmented disk with a low core mass fraction. They are at an early stage of bulge formation. When moving toward a lower z, the core mass fraction increases, and the bulge growth is associated with a stabilization of the disk: the NIRCam data clearly point toward bulge formation in preexisting disks. (ii) Lopsidedness is a common feature of DSFGs. It could have a major impact on their evolution; (iii) 23% of galaxies have a SF core embedded in a quiescent disk. They seem to be undergoing outside-in quenching, often facilitated by their strong lopsidedness inducing instabilities. (iv) We show that half of our galaxies with SF concentrated in their core are good SMG counterpart candidates, demonstrating that compact SMGs are usually surrounded by a larger, less obscured disk. (v) Finally, we found surprising evidence for clump-like substructures being quiescent or residing in quiescent regions.
Autores: Aurelien Le Bail, Emanuele Daddi, David Elbaz, Mark Dickinson, Mauro Giavalisco, Benjamin Magnelli, Carlos Gomez-Guijarro, Boris S. Kalita, Anton M. Koekemoer, Benne W. Holwerda, Frederic Bournaud, Alexander de la Vega, Antonello Calabro, Avishai Dekel, Yingjie Cheng, Laura Bisigello, Maximilien Franco, Luca Costantin, Ray A. Lucas, Pablo G. Perez-Gonzalez, Shiying Lu, Stephen M. Wilkins, Pablo Arrabal Haro, Micaela B. Bagley, Steven L. Finkelstein, Jeyhan S. Kartaltepe, Casey Papovich, Nor Pirzkal, L. Y. Aaron Yung
Última atualização: 2024-05-15 00:00:00
Idioma: English
Fonte URL: https://arxiv.org/abs/2307.07599
Fonte PDF: https://arxiv.org/pdf/2307.07599
Licença: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
Alterações: Este resumo foi elaborado com a assistência da AI e pode conter imprecisões. Para obter informações exactas, consulte os documentos originais ligados aqui.
Obrigado ao arxiv pela utilização da sua interoperabilidade de acesso aberto.