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OS ASTRÓNOMOS ESTÃO ANSIOSOS POR FAZER UM "TEST-DRIVE" DO TELESCÓPIO ESPACIAL JAMES WEBB
28 de janeiro de 2022

 


Esta impressão de artista do Telescópio Espacial James Webb no espaço mostra todos os elementos completamente finalizados. O telescópio estava "dobrado" para caber dentro do seu veículo de lançamento, e depois foi "desdobrado" lentamente ao longo de duas semanas. Crédito: NASA GSFC/CIL/Adriana Manrique Gutierrez

 

A missão mais recente da NASA, da ESA e da CSA, o Telescópio Espacial James Webb (ou JWST - James Webb Space Telescope), lançado no dia de Natal, desdobrou o seu espelho de 6,5 metros há menos de 3 semanas e alcançou o seu destino orbital no início desta semana. Com este novo e moderno telescópio, agora quase uma realidade, os astrónomos de todo o mundo anseiam começar a observar.

Após meses de ansiedade sobre se o telescópio de 10 mil milhões de dólares - 25 anos em construção e o sucessor do famosíssimo Telescópio Espacial Hubble - sobreviveria sequer ao lançamento, quanto mais ao desdobramento no espaço, os astrónomos estão suficientemente confiantes para planear observações de galáxias próximas e de alguns dos nossos vizinhos mais próximos no Sistema Solar.

"Estou tão grato por ter sido lançado e por tudo parecer estar a funcionar. Penso que vai ser simplesmente incrível," disse Ned Molter, estudante de doutoramento da Universidade da Califórnia em Berkeley, que trabalha com a astrónoma Imke de Pater, que lidera uma das 13 equipas a quem foi dada a oportunidade de fazer observações iniciais com o JWST. "Falo por muitos de nós, quando digo que estamos simplesmente radiantes com este lançamento."

"Que belo presente de Natal ter o lançamento do Telescópio Espacial James Webb no dia de Natal," ecoou Dan Weisz, professor associado de astronomia em Berkeley, que lidera outra equipa premiada com tempo de observação como parte do programa DD-ERS (Director's Discretionary Early Release Science). "Todo o ano de 2022 vai ser uma extravagância. Na primeira parte do ano, vamos colocar o telescópio em pleno funcionamento, no início do verão e outono vamos começar a observar e depois publicar uma série de artigos sobre os primeiros resultados. Vai ser o ano do Webb. É fantástico."

Após o seu lançamento há pouco mais de um mês, no dia 25 de dezembro, o JWST começou a sua viagem pelo espaço até ao seu destino final, um ponto referido como L2: um local especial no Sistema Solar - um ponto de Lagrange - onde a atração gravitacional do telescópio, pela Terra, é exatamente equilibrada pela atração gravitacional do Sol. O JWST instalou-se em órbita de L2 na passada segunda-feira, 24 de janeiro, onde permanecerá para sempre, olhando para o cosmos do lado da Terra que está oposto ao Sol.

Comissionamento de seis meses

À medida que o telescópio viajava até esse ponto - a 1,5 milhões de quilómetros da Terra e quatro vezes mais longe da Terra do que a Lua - os cientistas começaram a alinhar o espelho primário, que é um aglomerado de 18 espelhos hexagonais e dourados, com o espelho secundário a fim de obter as imagens mais nítidas possíveis. Outros cientistas testaram os muitos instrumentos a bordo para se certificarem de que funcionam corretamente para registar a radiação infravermelha de objetos no espaço.

Após a fase de comissionamento de seis meses, 13 equipas escolhidas pela NASA vão fazer um "test-drive" do telescópio, utilizar os seus instrumentos visando objetos astronómicos que serão o foco principal dos cientistas durante os 10 anos de funcionamento planeados para o telescópio, e provavelmente durante muito mais tempo.

Dada a missão principal do JWST de estudar galáxias distantes e ténues exoplanetas, as observações planeadas por de Pater e pela sua equipa de mais ou menos 50 astrónomos podem parecer fora de carácter: vão apontar o telescópio a um dos objetos mais brilhantes do céu, Júpiter.

"Eles (NASA) queriam o envolvimento da comunidade astronómica para ver o que é viável, o que o Webb pode fazer e para realmente empurrá-lo aos limites," disse de Pater. "Tivemos a ideia de olhar para o sistema joviano, porque Júpiter é extremamente brilhante, mas ao lado do gigante gasoso, temos estes anéis incrivelmente fracos e alguns satélites muito ténues. Além disso, vamos olhar para características espectrais fracas em Io e Ganimedes enquanto estão eclipsados na sombra de Júpiter, uma experiência bastante desafiante uma vez que os dois corpos estarão muito próximos de Júpiter e invisíveis em comprimentos de onda visíveis. Achámos que seria uma proposta muito agradável olhar para estas grandes diferenças de luminosidade."

Durante as suas décadas de carreira, de Pater utilizou radiotelescópios e telescópios óticos e infravermelhos, tais como o par no Observatório W. M. Keck no Hawaii e o Telescópio Espacial Hubble, para estudar as atmosferas dos grandes planetas do nosso Sistema Solar, com particular atenção à grande tempestade de Júpiter, a Grande Mancha Vermelha; aos vulcões da lua de Júpiter, Io; à superfície gelada de outra lua joviana, Ganimedes; e aos anéis de Júpiter. Ela está particularmente ansiosa por tirar partido da capacidade do JWST em detetar luz no infravermelho médio, o que lhe dará acesso a diferentes camadas da atmosfera de Júpiter, aquelas que ela não tem sido capaz de explorar utilizando telescópios terrestres.

"Esperamos descobrir mais sobre a dinâmica da Grande Mancha Vermelha e da aurora sobre o polo sul, e sobre a química e física da troposfera e da estratosfera," disse.

Molter, que espera terminar o seu doutoramento em agosto e permanecer com de Pater como pós-doutorado para trabalhar com o JWST, planeia usar o AMI (Aperture Masking Interferometer) do telescópio para estudar vulcões individuais em Io. Com novos dados no infravermelho médio, ele espera medir com precisão as temperaturas dos vulcões, o que permitirá a comparação com os vulcões na Terra.

Como estudante em 2017, esperava escrever a sua tese utilizando observações dos vulcões de Io pelo JWST, mas como a data de lançamento foi sendo cada vez mais adiada, ele optou por estudar as atmosferas de Úrano e Neptuno.

"Afastámo-nos da ciência de Io quando o Webb estava a ser tão atrasado," riu-se Molter. "Tive de me formar num determinado período de tempo, por isso encontrei outros projetos."

Formação de galáxias e matéria escura

Weisz e a sua equipa vão usar o tempo que lhes foi atribuído com o JWST para observar a Via Láctea e a suas galáxias satélites próximas. O interesse principal de Weisz é a formação de galáxias e, em particular, o papel da matéria escura - a substância ainda misteriosa que constitui 85% da matéria do Universo - na formação galáctica.

Ele e a sua equipa de cerca de 50 astrónomos estão concentrados em três alvos diferentes. Um é M92, um dos enxames globulares mais antigos da Via Láctea e um dos mais fotografados pelo Hubble. A esperança é que o JWST possa detetar as estrelas mais antigas e ténues e assim proporcionar uma idade mais precisa do enxame - prevendo o que o JWST poderá fazer por todos os mais de 100 enxames globulares da Via Láctea.

Outro alvo é uma galáxia anã ultraténue - um satélite da Via Láctea a 98.000 anos-luz da Terra - que tem surpreendentemente pouca matéria normal e visível, mas que, ao invés, parece ser sobretudo matéria escura. O JWST deve ser capaz de detetar as estrelas muito fracas da galáxia e, com dados do Hubble, mapear os seus movimentos em 3D, permitindo aos astrónomos "pesar" com precisão a matéria escura e rastrear a sua distribuição, limitando algumas das teorias do que pode ser realmente a matéria escura.

Ainda mais distante - a 3,26 milhões de anos-luz - está uma galáxia formadora de estrelas que Weisz espera venha a testar a resolução do JWST, e talvez melhorar a escada de distâncias cósmicas utilizada para medir a expansão do Universo. Todos os três alvos vão exigir a exploração das capacidades não só do telescópio, mas também dos detetores que produzem os dados.

"Estamos a construir o software necessário para basicamente tirar as imagens do JWST e transformá-las em produtos de dados cientificamente úteis, como fluxos de radiação, luminosidades de estrelas individuais e galáxias e enxames na nossa Via Láctea e no Universo próximo," disse. "E depois, vamos divulgar todo o software de análise, os canais usados para os reduzir, os catálogos que vamos fazer - tudo isto vai ser tornado público assim que tivermos terminado, para que a comunidade possa imediatamente pegar em tudo isto e aplicá-lo nas suas observações ou no planeamento de propostas futuras."

Enquanto Weisz espera que o JWST ajude a avançar o seu campo de formação galáctica no Universo local e a refinar as medições de distâncias no cosmos, ele prevê que as maiores descobertas serão sobre o Universo inicial e sobre as condições em exoplanetas, que eram os objetivos primários da NASA para o JWST. Algumas questões-chave sobre a história do Universo e da vida no Universo poderão ser respondidas nos próximos anos - tudo isto potencialmente valendo o preço do JWST.

"Penso que o Webb recebeu muita atenção negativa devido ao seu custo de 10 mil milhões de dólares, quando era suposto apenas ser um par de mil milhões," disse Weisz. "Mas, em última análise, olhamos para isto e dizemos, 'bem, se vai agora durar 10, 15 anos, e se vai abrir janelas para exoplanetas e estrelas antigas no início do Universo, e dizer-nos como aqui chegámos, está realmente em sintonia com todas as outras coisas que as agências espaciais têm feito.' Olhamos para o JWST em termos do seu potencial de descoberta e pensamos que realmente tem um grande valor."

 

 

 


Uma imagem do Telescópio Espacial Hubble de luz solar (comprimentos de onda visíveis) reflectindo de nuvens na atmosfera de Júpiter. Com os detetores no infravermelho médio do Telescópio Webb, Imke de Pater e a sua equipa esperam ver mais fundo na Grande Mancha Vermelha.
Crédito: NASA, ESA e Mike Wong da Universidade da Califórnia em Berkeley


O Telescópio Espacial Hubble capturou muitas imagens de M92, incluindo esta ampliação em 2017. Uma "bola" de estrelas, chamada enxame globular, orbita o núcleo da nossa Galáxia como um satélite e é um dos enxames globulares mais brilhantes da Via Láctea. Dan Weisz da Universidade da Califórnia em Berkeley e a sua equipa irão seguir o movimento das estrelas fracas neste enxame utilizando o novo Telescópio Espacial James Webb.
Crédito: ESA/Hubble & NASA; Gilles Chapdelaine


// Universidade de Berkeley (comunicado de imprensa)

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27/04/2010 - Seguindo as pegadas do Hubble: maiores e melhores telescópios espaciais

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