- Maria Rita Luzan Maraschi e Samuel Salvador dos Santos
James Webb e a revolução da Astronomia
Desde sempre, o homem olha para o céu para tentar explicar fenômenos terrestres. Observavam os objetos celestes no alto e como estes se movimentavam e onde se posicionavam. Determinavam o período das chuvas, secas, observando o período das estações do ano. Observaram ainda a posição dos astros como referências para navegação e viagens terrestres. Organizaram os ciclos na agricultura e até adoravam alguns desses associando-os a divindades místicas. Muitos séculos passaram até o estágio atual de nossa Astronomia, Cosmologia e Astronáutica contemporâneas. Os limites do céu se alargam à medida que as civilizações prosperavam até chegarem ao passo decisivo, da astronomia observacional a olho nu até o aperfeiçoamento do telescópio por Galileu Galilei.
Até o final de 2021 a melhor tecnologia desenvolvida era o Telescópio Espacial Hubble ou HST(Hubble Space Telescope). Foi lançado em 1990 e se encontra em órbita terrestre desde então. Hubble realizou a observação e o registro fotográfico de inúmeras galáxias, planetas e outros astros, além de ter melhorado a precisão na obtenção da constante de Hubble, que determina a idade (ou a taxa de expansão) do Universo segundo a teoria do Big Bang. Outro legado do Hubble são as imagens de campo (espaço) profundo e ultra profundo, capturadas em comprimentos de ondas visíveis. A figura mostra imagens de galáxias que estão a bilhões de anos-luz de distância.
Logo após o lançamento do HST foram desenvolvidas novas tecnologias que permitiriam a construção de um novo telescópio. A NASA, a partir de 1996, iniciou o projeto de um novo telescópio espacial e que foi batizado de Telescópio Espacial James Webb ou JWST(James Webb Space Telescope). A NASA decidiu dar o nome de James Webb em homenagem a um dos primeiros administradores da agência espacial, sendo o responsável por supervisionar o programa Apollo durante a década de 1960.
O JWST atuará na obtenção de imagens em infravermelho. Para que isso ocorra, o telescópio deverá operar a uma temperatura de 50 K (aproximadamente -233°C) e para isso precisa estar em uma posição estratégica em que a Terra, a Lua e o Sol estejam sempre do mesmo lado de sua estrutura. Este posicionamento, conhecido como ponto de Lagrange, está localizado a aproximadamente 1.500.000 km da Terra, o que torna impossível qualquer manutenção no JWST, pois viagens tripuladas tão longas são atualmente impossíveis. O resultado é que o Telescópio Espacial James Webb já tem os dias contados e a missão deverá durar de 5 a 10 anos. O custo do telescópio alcançou a cifra de 10 bilhões de dólares.
A missão principal do James Webb é observar a “infância do Universo” (se o paradigma do Big Bang se manter), através da radiação infravermelha resultante do Big Bang. Porém, além disso, ele pretende estudar a formação e evolução de galáxias, entender melhor a formação de estrelas e sistemas planetários (exoplanetas) e estudar as origens da vida.
Como a luz de objetos distantes viaja a uma velocidade finita, nós vemos esses objetos como eles eram no passado; por essa razão, as imagens do Hubble mostram como essas galáxias estavam há bilhões de anos (ver figura 1 - campo profundo há cerca de 13 bilhões de anos). Assim, o JWST consegue observá-las como estavam há cerca de 13,6 bilhões de anos, quando foram formadas.
A montagem final do telescópio foi realizada em 2016 e, em 25 de dezembro de 2021, ele foi lançado a bordo do foguete Ariane 5 na base de Koureau na Guiana. No dia 24 de janeiro de 2022 ele chegou a seu destino, atingindo o posicionamento desejado e abrindo seu espelho em forma de colmeia. O espelho primário tem um diâmetro de 6,4 metros, enquanto o do HST é de 2,4 metros. Porém, diferente do JWST, o HST trabalha na região visível do espectro.
Em uma de suas novas imagens o JWST mostra como é a galáxia de Cartwheel (ver figura 3), que já havia sido observada pelo HST. Desta vez, porém, os sensores infravermelhos mais potentes do James Webb conseguiram mostrar a galáxia muito mais visível e menos misteriosa. Seu nome e formato lembra uma roda de carroça e ela tem essa forma devido a uma colisão entre uma grande galáxia espiral e uma galáxia menor não visível. Segundo a NASA, esses eventos causaram uma cascata de outros eventos menores em galáxias próximas. Por essa razão, a Cartwheel, mudou radicalmente sua forma e estrutura.
Este novo telescópio espacial terá registros de objetos jamais vistos antes, mostrando-os também de novas formas, estruturas, composições, etc. Embora as imagens do telescópio sejam feitas com a luz infravermelha, os dados podem ser “traduzidos” para a luz visível e, como o Webb pode observar a luz vermelha e laranja, vemos imagens diferentes, mas tão impressionantes quanto aquelas feitas pelo Hubble, ou até mais.
O telescópio espacial James Webb é o começo dos grandes avanços tecnológicos astronômicos que estão por vir, e se ele que só está ativo há 7 meses já trouxe todas essas novidades e possibilidades de estudos, quem dirá daqui alguns anos? E quem dirá com novas tecnologias? Este é só o início da grande revolução astronômica que está por vir. A primeira foto, do campo ultra profundo, mostra os desafios para a Cosmologia contemporânea, pois o JWST mostrou galáxias maduras há somente 300 milhões de anos após o suposto início do Universo. Isso não poderia ocorrer, pois nessa época a radiação e a matéria ainda não tinha se dissociado: o Webb provavelmente nos fará ver o grande abismo que nos separa de um Universo infinito no espaço e no tempo, liquidando a noção criacionista do BB.
Referências: