A NASA divulgou as primeiras imagens coloridas do Telescópio Espacial James Webb. Eles são incríveis.

No ano passado, antes do lançamento do Telescópio Espacial James Webb, escrevi: “o maior telescópio espacial da história está prestes a explodir nossas mentes”.

Considere esta mente explodida. A NASA finalmente revelou suas primeiras imagens do observatório espacial. Essas imagens estão sendo feitas há décadas e vêm depois de anos de atrasos e orçamentos estourados. Mas eles não decepcionam. Considere esta primeira imagem divulgada pela agência espacial na segunda-feira:

O que torna essa imagem tão alucinante é o quão pequena ela é e quão grande ela é, ao mesmo pace.

É pequeno no sentido de que esta imagem representa apenas uma pequena porção do céu noturno. Believe que você está segurando um grão de areia com o braço estendido. A área do céu que o grão cobre – esse é o tamanho da área capturada na imagem acima.

Mas é enorme no sentido de que quase todos os objetos nesta imagem são uma galáxia (além das brilhantes explosões estelares pontiagudas, que são estrelas em primeiro plano). Pense nisso: em cada alfinetada do céu, existem milhares e milhares de galáxias, pelo menos.

E embora nos pareça uma imagem plana, essa imagem revela as profundezas do universo e é uma janela no pace. Os pontos de luz mais fracos e menores nestas fotos são imagens de galáxias como elas existiam há mais de 13 bilhões de anos, perto do início dos tempos (essa luz tem viajado pelo espaço desde então). E não só o Webb pode capturar imagens de galáxias tão antigas; o telescópio espacial pode fazer medições sobre quais elementos esses galáxias primitivas são compostas por.

Uma imagem como esta é semelhante a uma amostra de núcleo de uma rocha sedimentar. Ele mostra a evolução do universo ao longo do pace em suas muitas camadas.

E representa uma enorme melhoria em relação às capacidades do Telescópio Espacial Hubble, que, até o lançamento do Webb, technology o maior observatório do espaço. O espelho do Hubble tem impressionantes 7,8 pés de diâmetro. Os belos espelhos dourados da Webb combinam-se para um diâmetro de 21,3 pés. No geral, isso equivale a mais de seis vezes a área de coleta de luze quando se trata de telescópios, mais coleta de luz equivale a mais detalhes.

Você já pode ver as melhorias que o Webb traz para o Hubble. O Telescópio Espacial Hubble fez observações semelhantes do mesmo aglomerado de galáxias Webb capturado acima.

No controle deslizante de imagem abaixo, a visualização do Hubble está à esquerda. À direita, a visão de Webb é mais detalhada. Mais das galáxias mais fracas no fundo são mais facilmente distinguidas. Você também pode ver mais facilmente como algumas galáxias são deformadas com mais clareza, o resultado de sua luz passando por lentes gravitacionais das galáxias que estão mais próximas em primeiro plano. (Observação: essas imagens não estão perfeitamente alinhadas, mas você ainda poderá ver a diferença gritante em detalhes.)

A outra vantagem do Webb sobre o Hubble é o tipo de luz que ele coleta.

A luz vem em muitas variedades diferentes. O olho humano pode ver apenas uma faixa estreita conhecida como luz visível, mas o universo contém muita e muita luz fora dessa faixa, incluindo as formas de frequência mais alta e energia mais alta: luz ultravioleta e raios gama. Depois, há a luz de baixa energia com comprimentos de onda mais longos: infravermelho, microondas, rádio.

O Telescópio Espacial Hubble coleta luz visível, ultravioleta e um pouco de infravermelho. O webb é principalmente um telescópio infravermelho, então ele vê a luz que está em um comprimento de onda maior do que nossos olhos podem ver. Isso parece nerd e técnico, mas na verdade é o que permite que o Webb olhe mais para trás no pace do que o Hubble.

A luz infravermelha é muitas vezes uma luz muito antiga, devido a um fenômeno chamado redshifting. Quando uma fonte de luz está se afastando de um observador, ela é esticada, transformando-se em um comprimento de onda cada vez mais longo, ficando mais vermelho. É semelhante ao que acontece com o som quando uma sirene passa: o tom aumenta à medida que a sirene se aproxima, depois diminui à medida que se afasta. Porque o espaço está em constante expansão, as coisas mais distantes de nós no universo estão se afastando de nós, sua luz ficando cada vez mais vermelha antes de finalmente cair no espectro infravermelho. O infravermelho é invisível aos olhos humanos, mas o Webb pode capturá-lo em detalhes estelares.

NASA/JPL-Caltech/R. Ferido (Caltech-IPAC)

Na terça-feira, a NASA divulgou ainda mais imagens do Webb, mostrando suas impressionantes capacidades. Aqui, veja a Nebulosa Carina, uma área de formação estelar. A luz infravermelha é menos obscurecida pela poeira cósmicae assim o telescópio Webb pode revelar mais estrelas nesta região do que o Hubble poderia. “Webb revela berçários estelares emergentes e estrelas individuais que estão completamente escondidas em imagens de luz visível”, disse a NASA explica.

Aqui, Webb vê um quinteto de galáxias. “Webb mostra detalhes nunca antes vistos neste grupo de galáxias”, NASA relés. “Aglomerados cintilantes de milhões de estrelas jovens e regiões estelares de nascimento de estrelas frescas enfeitam a imagem.”

Em outra imagem impressionante, Webb observa os restos de uma estrela moribunda na Nebulosa do Anel Sul. À esquerda, abaixo, a nebulosa é capturada em infravermelho próximo e, à direita, é capturada em infravermelho médio, cada uma trazendo detalhes diferentes neste cataclismo. A estrela fraca no centro tem “enviado anéis de gás e poeira há milhares de anos em todas as direções”, disse a NASA. escreve.

Este é apenas o começo da missão científica do Webb. No futuro, os cientistas esperam usá-lo para ver as primeiras galáxias, que abrigaram as primeiras estrelas, e entender um período de pace chamado “amanhecer cósmico”, quando o universo se tornou transparente à luz das estrelas pela primeira vez.

Antes do amanhecer cósmico, o universo estava envolto por um “névoa densa e obscura de gás primordial”, como explica a Nationwide Science Basis. Não há luz que atinja nossos telescópios a partir deste momento, que é chamado de idade das trevas cósmica. (Há alguma radiação de fundo do Giant Bang chamada de fundo cósmico de micro-ondas, um brilho fraco que brilha para nós antes da idade das trevas. Mas, na maior parte, a idade das trevas é um ponto em branco em nossa linha do pace do universo.)

Os astrônomos esperam que o Webb os ajude a entender o fim da idade das trevas e descobrir o que fez com que esse nevoeiro se dissipasse, inaugurando o amanhecer cósmico.

Os cientistas também estão animados para usar os recursos infravermelhos do Webb para estudar exoplanetas, que são planetas que orbitam estrelas diferentes da nossa. É improvável que o Webb veja um exoplaneta diretamente, mas o que ele pode fazer é observar as estrelas que orbitam. Quando um planeta orbita na frente da estrela, a luz da estrela passa pela atmosfera do planeta como um filtro. Os cientistas podem estudar a qualidade da luz proveniente desse filtro e determinar a composição da atmosfera do planeta a partir dele. E a equipe de cientistas que trabalha no Webb já fez isso. Na terça-feira, a NASA anunciou que Webb detectou água na atmosfera de um planeta gigante gasoso orbitando uma estrela parecida com o sol.

Avanços como o Telescópio Espacial James Webb me fazem pensar em como nós, a humanidade, somos uma parte do universo que olha para trás. O Giant Bang, o nascimento das estrelas, a formação das galáxias… somos uma consequência da física e da evolução do universo tanto quanto qualquer outra coisa que exista lá fora. Então, quando olhamos para trás através do cosmos com um telescópio como o Webb, estamos completando um loop. Estamos construindo uma ferramenta para tornar o universo, talvez, um pouco mais autoconsciente.

O Webb, em sua função mais básica, nos permite ver mais do universo e mais longe no pace. Isto é apenas o começo. Há muito mais para ver.

Leitura adicional: telescópios espaciais