Tudo o que você precisa saber sobre o telescópio James Webb

Desde os tempos de Galileu, cada nova geração de telescópios nos permitiu ver mais longe e com mais detalhes. Mas o James Webb Space Telescope (JWST), lançado em dezembro de 2021, foi projetado para um salto revolucionário: ver o universo como era apenas algumas centenas de milhões de anos após o Big Bang.

Espelhos do Telescópio Espacial James Webb

Ao observar no infravermelho com precisão sem precedentes, o James Webb permite enxergar objetos extremamente distantes cuja luz foi esticada pela expansão do espaço, um fenômeno conhecido como redshift.

Planejado inicialmente para lançamento em 2007, o JWST enfrentou atrasos técnicos, cortes de orçamento e desafios de engenharia sem precedentes. Sua construção custou cerca de 10 bilhões de dólares, com participação da NASA, ESA (Agência Espacial Europeia) e CSA (Agência Espacial Canadense).

Seu espelho primário, com 6,5 metros de diâmetro, é composto por 18 segmentos hexagonais revestidos de ouro. Isso o torna muito maior que o Hubble (2,4 m) e com capacidade de coletar mais luz infravermelha com maior resolução. Mas isso também exigiu um design dobrável, pois ele não caberia em nenhum foguete em sua forma final.

Luz e tempo estão profundamente conectados na astronomia. Quando olhamos para galáxias a bilhões de anos-luz de distância, estamos literalmente vendo o passado.

No caso do JWST, seu foco é observar as primeiras galáxias, formadas entre 200 a 400 milhões de anos após o Big Bang, um período conhecido como época da reionização.

Durante esse tempo, as primeiras estrelas e galáxias ionizaram o hidrogênio neutro no espaço, tornando o universo transparente à luz. O Webb detecta o brilho dessas galáxias primitivas ao captar sua luz infravermelha, que foi redshiftada a partir do ultravioleta original.

O JWST opera em uma região do espaço chamada ponto de Lagrange L2, a 1,5 milhão de quilômetros da Terra, onde pode manter sua temperatura criogênica sem interferências térmicas da Terra e do Sol.

Ele possui quatro instrumentos principais: a NIRCam (Near Infrared Camera) que observa as primeiras estrelas e galáxias, o NIRSpec (Near Infrared Spectrograph) que permite espectroscopia de centenas de objetos simultaneamente, o MIRI (Mid-Infrared Instrument) que observa em infravermelho médio para estudar discos de formação planetária e objetos frios e o FGS/NIRISS que serve como guia de precisão e espectroscopia para exoplanetas.

Essas ferramentas tornam o JWST não apenas um telescópio de imagens, mas uma plataforma de análise química e estrutural do universo.

Mesmo em seus primeiros meses de operação, o JWST surpreendeu a comunidade científica descobrindo galáxias extremamente distantes (como CEERS-93316), formadas apenas 250 milhões de anos após o Big Bang, desafiando modelos de formação galáctica.

O James Webb já descobriu exoplanetas com atmosferas analisadas, como o WASP-39b, revelando presença de água, dioxido de carbono e compostos sulfurados.

O telescópio também foi responsável pelo envio de imagens detalhadas de nebulosas, como a Nebulosa da Tartaruga ou a Nebulosa do Anel Sul, revelando detalhes nunca antes vistos da morte estelar; e de análises de aglomerados de galáxias que funcionam como lentes gravitacionais, ampliando a visão de regiões ainda mais distantes. Esses dados estão já sendo utilizados para revisar modelos cosmológicos e estelares.

O que o Webb ainda pode revelar? O telescópio da NASA busca pela origem da vida ao identificar moléculas orgânicas complexas em discos protoplanetários. Seus outros objetos de estudo são buracos negros primordiais, estruturas de matéria escura e a constante de Hubble usando medidas mais precisas de distâncias e redshifts, ajudando a resolver a "tensão" entre diferentes estimativas da taxa de expansão do universo.

Assim como o Hubble marcou uma geração, o Webb inaugura uma nova era. O que você gostaria de ver com o James Webb? Deixe sua curiosidade nos comentários!

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Referências

Atek, H. et al. (2023). Unveiling Distant Galaxies with JWST. Astrophysical Journal Letters. https://iopscience.iop.org/article/10.3847/2041-8213/acc3c2

ESA (2022). James Webb Space Telescope Science Goals. https://www.esa.int/Science_Exploration/Space_Science/Webb 

NASA (2022). James Webb Space Telescope Overview. https://www.nasa.gov/mission_pages/webb/about/index.html

Pontoppidan, K. M. et al. (2022). Early Science with the James Webb Space Telescope. arXiv:2207.13067. https://arxiv.org/abs/2207.13067

Rigby, J. et al. (2023). JWST First Light and Observations. Nature Astronomy, https://www.nature.com/articles/s41550-022-01744-0