Telescópio Espacial James Webb tirou a foto mais profunda do universo

Em questão de dias, os cientistas divulgarão uma foto sem precedentes do universo, indo mais fundo no cosmos do que nunca e revelando algumas das estrelas e galáxias mais antigas.

A imagem é uma das 10 a 20 fotos que virão do Telescópio Espacial James Webb, o observatório proeminente no céu, em 12 de julho, confirmaram funcionários da NASA durante uma entrevista coletiva na quarta-feira. Para os poucos cientistas que viram uma prévia, os novos instantâneos inspiraram profundas experiências existenciais e deixaram alguns à beira das lágrimas, disseram eles.

“É um momento emocionante quando você vê a natureza de repente liberando alguns de seus segredos”, disse Thomas Zurbuchen, administrador associado da NASA para missões científicas. “Não é uma imagem. É uma nova visão de mundo.”

O telescópio foi lançado da Terra há cerca de seis meses, na manhã de Natal, e agora está orbitando o Sol a quase 1 milhão de quilômetros de distância. A vice-administradora da NASA, Pam Melroy, ex-astronauta, disse esta semana que a equipe espera que o telescópio funcione por um longo pace: ele tem combustível suficiente a bordo para apoiar pesquisas nos próximos 20 anos.

Imagens de teste de alinhamento do telescópio já mostraram a nitidez e clareza incomparáveis ​​do telescópio infravermelho. Mas essas próximas imagens serão as primeiras em cores e também demonstrarão as capacidades científicas do Webb.

As imagens e dados científicos serão lançados durante um evento transmitido a partir de 10h30 ET em 12 de julho do Goddard House Flight Heart da NASA em Maryland. O público pode assistir cobertura ao vivo na NASA TV e no website online da agência.

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Tirar fotos com esta máquina complexa, equipada com quatro instrumentos científicos, não é nada como apontar um smartphone para o céu e clicar. Leva algumas semanas de processamento de resmas de dados para que uma imagem ultimate surja.

“Quando você obtém os dados, eles não se parecem com uma bela imagem colorida. Eles não se parecem com nada”, disse o astrônomo Klaus Pontoppidan, cientista do projeto Webb no House Telescope Science Institute. “É somente quando você sabe, como especialista, o que procurar que você pode apreciá-los.”

Funcionários da NASA também disseram que apresentarão o primeiro estudo da atmosfera do telescópio de um planeta fora deste sistema sun, no que é conhecido como espectro de exoplanetas. Os dados de luz fornecem aos astrônomos informações detalhadas sobre que tipo de moléculas existem em uma atmosfera.

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Webb, uma colaboração da NASA, da Agência Espacial Européia e da Agência Espacial Canadense, observará algumas das luzes mais antigas e fracas do universo. O poderoso telescópio estudará um periodo menos de 300 milhões de anos após o Giant Bang, quando muitas das primeiras estrelas e galáxias nasceram. Os cientistas também o usarão para perscrutar as atmosferas de outros mundos. Descobertas de água e metano, por exemplo – os principais ingredientes da vida – podem ser sinais de potencial habitabilidade ou atividade biológica.

Os astrônomos antecipam que o Webb desencadeará uma technology de ouro em nossa compreensão do universo. Esta primeira safra de alvos de imagens cósmicas foi escolhida para mostrar o telescópio em todo o seu potencial, sem prejudicar algumas das observações planejadas programadas para o ultimate do ano.

Mas a NASA permanece de boca fechada sobre o que mais está por vir. Aqui está o que sabemos até agora.

O que eles querem dizer com a foto “mais profunda” até agora?

Se a foto do Webb for mais profunda do que os humanos viram antes, ela deve superar a do Telescópio Espacial Hubble Levantamento de campo ultraprofundo, capturado há cerca de 20 anos. A famosa imagem expansiva mostra quase 10.000 galáxias de diferentes idades, tamanhos, formas e cores.

Na astronomia, olhar mais longe se traduz em observar o passado porque a luz e outras formas de radiação demoram mais para chegar até nós. No campo profundo do Hubble, as galáxias visíveis mais antigas datam dos primeiros 800 milhões de anos após o Giant Bang. Esse é um período incrivelmente inicial em relação à idade estimada do universo de 13,8 bilhão anos.

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Mas o Webb foi construído para ver um período ainda anterior, usando um espelho primário muito maior que o Hubble – 6 metros de diâmetro as opposed to pouco menos de 2,5 metros – e detectando luz invisível em comprimentos de onda infravermelhos. Em suma, muita poeira e gás no espaço obscurece a visão de fontes de luz extremamente distantes e inerentemente fracas, mas as ondas infravermelhas podem penetrar nas nuvens. Um cientista do Webb disse que o telescópio é tão sensível que pode detectar o calor de uma abelha na lua.

“O objetivo inicial desta missão technology ver as primeiras estrelas e galáxias”, disse Eric Smith, cientista do programa Webb, “não a primeira luz do universo, mas ver o universo acender as luzes pela primeira vez”.

O que esse “espectro de exoplanetas” nos dirá?

A equipe do Webb apresentará o primeiro telescópio espectro de exoplanetasum estudo da luz que passa pela atmosfera de um planeta, revelando quais moléculas estão nele.

Os astrônomos encontraram cerca de 5.000 chamados exoplanetas, mundos que orbitam outras estrelas além do Sol, mas estatisticamente falando, deve haver exponencialmente mais. O universo poderia ter talvez mais de 100 bilhões de galáxias, cada uma com centenas de bilhões de estrelas, de acordo com A Sociedade Planetária. Se a maioria das estrelas tem um ou mais planetas ao seu redor, pode haver “bilhões de trilhões” de exoplanetas por aí.

Os cientistas podem usar o Webb para estudar as atmosferas dos planetas. Quando os exoplanetas cruzam na frente de sua estrela hospedeira, a luz da estrela é filtrada através dessa atmosfera. Moléculas dentro da atmosfera absorvem certos comprimentos de onda de luz, ou cores, então, dividindo a luz da estrela em suas partes básicas – um arco-íris – os astrônomos podem detectar quais segmentos de luz estão faltando para discernir a composição molecular de uma atmosfera.

“É um momento emocionante quando você vê a natureza de repente liberando alguns de seus segredos.”

Saber o que está na atmosfera de outro planeta é significativo, dizem os cientistas. A composição da atmosfera da Terra mudou, por exemplo, quando a vida surgiu no planeta, revelando dióxido de carbono e nitrogênio. Os pesquisadores pensam que estudando atmosferas, eles podem determinar se outros planetas poderiam abrigar ou ser hospitaleiros para a vida.

Embora os pesquisadores não tenham divulgado qual exoplaneta eles estudaram, é provável que não seja um mundo rochoso como a Terra. Os exoplanetas gigantes gasosos, de composição semelhante a Júpiter, são mais fácil de analisarentão os astrônomos provavelmente atingiram um deles primeiro.

Alguma das fotos está dentro do sistema sun?

Ainda não está claro se a primeira foto do Webb incluirá fotos de planetas vizinhos ou objetos espaciais.

Espera-se que as primeiras imagens destaquem os temas científicos que inspiraram a missão: informações sobre o início do universo, a evolução das galáxias ao longo do pace, as vidas e mortes das estrelas e as características de outros mundos.

Até 12 de julho, a equipe do Webb terá realizado 120 horas de observações, coletando cinco dias de dados científicos. Cinco dias depois, eles provavelmente duplicarão essa produção, disse Jonathan Gardner, vice-cientista sênior do projeto de Webb.

“Se não virmos nada dentro do nosso sistema sun em 12 de julho, certamente veremos os planetas muito em breve.”

“Existe um ‘programa científico de lançamento antecipado’ que está se concentrando em Júpiter e nas luas de Júpiter e no sistema joviano”, disse Gardner, “então, se não virmos nada dentro do nosso sistema sun em 12 de julho, certamente veremos os planetas muito em breve.”

Este programa, desenvolvido pelo House Telescope Science Institute e pelo comitê consultivo Webb, se concentrará em fornecer muitos dados iniciais aos cientistas para que eles possam aprender as capacidades do telescópio e escrever melhores propostas de pesquisa. Este período abrangerá os primeiros cinco meses de funcionamento do observatório.

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Quais são os outros assuntos de imagem possíveis para o telescópio Webb?

Embora não esteja claro quais outras imagens “uau” estarão entre essa primeira foto, a equipe do Webb forneceu algumas pistas sobre sua schedule com base em como eles dividiram o pace do observatório para o trabalho científico.

A maior parte do pace – cerca de um terço do programa – será gasto estudando galáxias e o gás e poeira que existe entre elas. O resto das prioridades:

• 25% de exoplanetas e suas origens

• 20% dos ciclos de vida das estrelas, concentrando-se em como nascem e como morrem

• 10% de galáxias com buracos negros supermassivos no centro, como a By the use of Láctea

• 5% dedicados a outros planetas e cometas dentro do sistema sun da Terra

• 5% ou mais dedicados à cosmologia e à expansão do universo

É justo dizer que muitas, se não todas, as fotos que serão lançadas no lançamento serão apelidadas de “primeiras” em astronomia.

“Com este telescópio”, disse Zurbuchen, “é muito difícil não quebrar recordes”.