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Telescópio espacial James Webb: saiba tudo sobre o maior observatório da NASA

·9 min de leitura

O telescópio espacial James Webb estudará as primeiras estrelas e galáxias que se formaram, o nascimento de sistemas planetários e até mesmo as origens da vida. Considerado o maior e mais potente observatório espacial já desenvolvido pela NASA, ele conta com quatro instrumentos sensíveis a diferentes comprimentos de onda da luz visível e infravermelha e orbitará o Sol a 1,5 milhão de quilômetros da Terra.

O novo telescópio será operado pela NASA em parceria com a Agência Espacial Europeia (ESA) e, apesar de seu lançamento ainda não ter acontecido, já é conhecido como o sucessor do Telescópio Espacial Hubble — este já tem mais de 30 anos de operação e vem sendo utilizado em estudos de áreas variadas, como energia escura e exoplanetas. Neste período, o Hubble trouxe descobertas que revolucionaram a astronomia e revelou objetos cósmicos fascinantes, capturando também a imaginação e interesse do público.

Já o Webb será o principal observatório usado na próxima década e estudará cada uma das fases do universo, indo desde as primeiras estrelas que brilharam após o Big Bang até a formação de sistemas estelares com condições que, talvez, permitam o desenvolvimento da vida — e, claro, estudará também a evolução do Sistema Solar.

Como o James Webb funciona

Os telescópios ópticos comuns detectam a mesma parte do espectro eletromagnético visível aos olhos humanos, que inclui comprimentos de onda de 380 a 740 nanômetros. O Hubble pode ainda observar um pouco da luz ultravioleta, com comprimentos de onda mais curtos, e da luz infravermelha, mais longa. Já o James Webb é um telescópio infravermelho, otimizado para observar comprimentos de onda de 600 a 28 mil nanômetros.

Esses comprimentos de onda mais longos são mais vantajosos que aqueles da luz visível, já que permitem a observação de objetos que produzem emissões em todo o espectro, como regiões de formação estelar, exoplanetas e até galáxias distantes. Grande parte da luz infravermelha é bloqueada pela atmosfera terrestre, e há ainda as emissões vindas do nosso próprio planeta que podem afetar aquelas vindas de fontes astronômicas mais distantes.

Comparação dos espelhos dos telescópios Hubble e James Webb (Imagem: Reprodução/ESA/M. Kornmesser)
Comparação dos espelhos dos telescópios Hubble e James Webb (Imagem: Reprodução/ESA/M. Kornmesser)

Além disso, o Webb tem uma estrutura bem diferente daquela usadas em outros telescópios. Ele conta com um espelho formado por 18 segmentos hexagonais de berílio (um metal leve bastante usado em veículos espaciais), com uma leve camada de ouro que aumenta a reflexão da luz infravermelha. Quando estão na posição adequada, eles formam um espelho principal com diâmetro de 6,5 m, sendo 2,7 vezes maior que aquele do Hubble. Na prática, isso se traduz em uma área efetiva de 25 m².

O novo telescópio espacial ficará em um ponto que permite orbitar o Sol "vendo" a estrela e a Terra na mesma direção — o chamado Ponto de Lagrange L2, um lugar em que a gravidade de dois corpos massivos mantêm um terceiro em posição fixa em relação a eles. Como ficará constantemente exposto à luz solar, o telescópio conta com um escudo térmico de cinco camadas, que cria um “lado quente” e um “lado frio”. Entre seus instrumentos, está a Near-Infrared Camera (NIRCam), uma câmera infravermelha que detectará a luz de estrelas e galáxias próximas da Via Láctea.

Já o Near-Infrared Spectrograph (NIRSpec) irá observar até 100 objetos simultaneamente para procurar as primeiras galáxias que se formaram, enquanto o Mid-Infrared Instrument (MIRI) produzirá imagens incríveis de objetos distantes. Por fim, o Fine Guidance Sensor/Near InfraRed Imager and Slitless Spectrograph (FGS/NIRISS) irá manter o telescópio na posição certa enquanto procura assinaturas das primeiras luzes do universo e analisa exoplanetas.

A linha do tempo do Webb

Os técnicos da NASA trabalham há mais de 20 anos para transformar todo esse potencial científico em realidade. O James Webb foi idealizado em 1996 e a proposta inicial era que observatório fosse lançado em algum momento entre 2007 e 2011. Contudo, o custo do projeto subiu consideravelmente e foi acompanhado por adiamentos em seu cronograma. Em 2003, a ideia original era lançá-lo em algum momento de 2011, mas o prazo não foi cumprido.

Técnicos trabalhando na montagem do James Webb (Imagem: Reprodução/NASA)
Técnicos trabalhando na montagem do James Webb (Imagem: Reprodução/NASA)

Em 2011, o projeto do observatório passou por algumas grandes mudanças e, como resultado, o lançamento ficou para 2018. Só que, naquele ano, a NASA solicitou um período maior para testar os instrumentos do telescópio e, mesmo com o hardware já concluído, a agência espacial anunciou que o Webb seria lançado somente em 2020. Passados alguns meses, novos atrasos deixaram o lançamento programado para 2021. A nova mudança de data veio acompanhada de desafios técnicos junto daqueles causados pela pandemia de covid-19.

Esses fatores resultaram no lançamento adiado para outubro de 2021, mas Thomas Zurbuchen, administrador associado da NASA, afirmou em junho que, devido a anomalias no foguete a ser usado no lançamento, poderia demorar até novembro para o Webb ficar pronto para ir ao espaço. Então, finalmente, em setembro, soubemos que o James Webb tinha uma data para ir ao espaço: o foguete Ariane 5, da Arianespace, decolaria levando o telescópio no dia 18 de dezembro. Mas, após um incidente ocorrido durante a instalação do telescópio no foguete, o lançamento foi adiado em alguns dias e ficou para o dia 22 de dezembro de 2021.

A boa notícia é que tanta espera vai valer a pena: a NASA vem destacando que o James Webb não é simplesmente um substituto maior e mais poderoso do que o Hubble. É que, embora tenha 100 vezes sua sensibilidade do seu antecessor, o novo telescópio poderá observar uma série de objetos através da luz infravermelha.

Imagem conceitual do telescópio espacial James Webb (Imagem: Reprodução/Northrop Grumman/NASA)
Imagem conceitual do telescópio espacial James Webb (Imagem: Reprodução/Northrop Grumman/NASA)

Em meio a tantas mudanças no programa do Webb nos últimos anos, há ainda uma alteração relacionada ao nome escolhido para ele. Até 2002, o novo observatório era formalmente conhecido como “Telescópio de Última Geração” (ou “NGST”, na sigla em inglês); porém, em 2002, a NASA decidiu dar o nome de James Webb, um dos primeiros administradores da agência espacial, sendo o responsável por supervisionar o programa Apollo durante a década de 1960.

Quem foi James Webb

James Webb foi administrador da NASA de fevereiro de 1961 a outubro de 1968 e, além de ter trabalhado no programa Apollo, ele fez também diversas outras contribuições para a ciência.

Na época do programa, o presidente John Kennedy havia firmado o compromisso de levar o primeiro homem à superfície lunar até o fim da década para vencer os soviéticos, mas Webb enxergava o programa espacial como algo que ia além de uma disputa política. Para ele, a NASA tinha que criar uma combinação entre os voos espaciais tripulados e a ciência, cujos resultados seriam essenciais para fortalecer as universidades dos Estados Unidos e a indústria aeroespacial do país.

A visão que Webb tinha da necessidade de equilíbrio resultou em uma década de pesquisa em ciência espacial que, mesmo hoje, segue sem precedentes. Foi durante a gestão dele que a NASA investiu no desenvolvimento de naves robóticas que se tornaram as primeiras a explorar o ambiente lunar, para auxiliar na realização de missões tripuladas por lá.

James Webb foi administrador da NASA (Imagem: Reprodução/NASA)
James Webb foi administrador da NASA (Imagem: Reprodução/NASA)

O período incluiu também as primeiras sondas lançadas a Marte e Vênus, que conseguiram as primeiras vistões das paisagens de outros mundos. Webb se aposentou alguns meses antes do pouso lunar histórico da Apollo 11 e, mesmo após deixar o cargo, continuou apoiando a ciência nos bastidores. Por exemplo, Webb ajudou a dar mais controle aos cientistas para a seleção de programas científicos e criou o programa NASA University, que destinava fundos à pesquisa espacial.

Sean O'Keefe, administrador da NASA de 2001 a 2005, foi quem anunciou que o nome de Webb seria dado ao telescópio. “É apropriado que o sucessor do Hubble seja nomeado em homenagem a James Webb; graças aos esforços dele, conseguimos os primeiros olhares na paisagem dramática do espaço externo. Ele levou nosso país nas primeiras viagens de exploração e transformou nossa imaginação em realidade; ele criou a base para a NASA conseguir um dos períodos de descobertas astronômicas de mais sucesso”, disse.

A escolha do nome de Webb rendeu críticas de pessoas que consideram que, enquanto estava no cargo, ele teria sido cúmplice da discriminação contra profissionais gays e lésbicas na NASA. A desaprovação rendeu uma petição online com mais de 1.200 assinaturas e os participantes exigiram que a alteração do nome do telescópio.

Na época, a agência espacial afirmou que iria analisar o pedido, mas, posteriormente, Bill Nelson, atual administrador da instituição, declarou que não foram encontradas evidências que baseassem a necessidade de uma alteração.

O que esperar do telescópio James Webb

Quando passar da fase de comissionamento e iniciar suas operações, o James Webb terá uma série de objetivos científicos para cumprir. Entre eles, está a observação das primeiras galáxias que se formaram.

É que, como a luz de objetos distantes viaja a uma velocidade finita, nós vemos esses objetos como eles eram no passado; por isso, as imagens do Hubble mostram como essas galáxias estavam há bilhões de anos. Assim, a NASA espera que o Webb consiga observá-las como estavam há cerca de 13,6 bilhões de anos, quando foram formadas.

Uma das primeiras tarefas do telescópio será o estudo COSMOS-Webb, voltado para as galáxias mais distantes (Imagem: Reprodução/NASA)
Uma das primeiras tarefas do telescópio será o estudo COSMOS-Webb, voltado para as galáxias mais distantes (Imagem: Reprodução/NASA)

Como o universo está se expandindo, a luz de objetos distantes fica com comprimentos de onda maiores — ou seja, a luz emitida na faixa visível nos alcança como infravermelha, exatamente a que o Webb está pronto para observar. Além disso, ainda não se sabe bem como as galáxias primordiais se formaram, mas o Webb poderá trazer respostas sobre estes processos. O telescópio ajudará ainda os astrônomos a entender melhor os buracos negros supermassivos no coração das galáxias, incluindo o de uma vizinha da Via Láctea.

As contribuições do Webb vão se estender também para o estudo de exoplanetas (aqueles que orbitam outras estrelas que não o Sol) e, claro, para a busca de mundos parecidos com a Terra que possam ter as condições necessárias para a evolução da vida. O Webb contribuirá através do imageamento infravermelho e da espectroscopia, que permitirá estudar as propriedades físicas e químicas de sistemas planetários, incluindo os sistemas recém-nascidos. Os cientistas querem também usar os recursos do observatório para aprender mais sobre o Sistema Solar, complementando as descobertas de missões anteriores.

Caso você esteja se perguntando se o Webb também vai nos proporcionar fotos tão incríveis quanto aquelas feitas pelo Hubble, saiba que este novo observatório trará registros de objetos jamais vistos antes, mostrando-os também de novas formas. Embora as imagens do telescópio sejam feitas com a luz infravermelha, os dados podem ser “traduzidos” para a luz visível e, como o Webb poderá observar a luz vermelha e laranja, podemos esperar imagens diferentes, mas tão impressionantes quanto aquelas feitas pelo Hubble — ou até mais.

Fonte: Canaltech

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