Em 1990, a Nasa lançava o Telescópio Espacial Hubble, que deu aos cientistas um conhecimento “aprofundado” sobre o espaço além da órbita terrestre. As imagens produzidas pelo observatório abriam a possibilidade de um futuro promissor nos estudos astronômicos. Agora, um novo telescópio da agência norte-americana veio para revolucionar ainda mais.
O Telescópio Espacial James Webb (JWST, na sigla em inglês), é um observatório de alta capacidade desenvolvido pela Nasa, em cooperação com a Agência Espacial Europeia e a Agência Espacial Canadense. Construído com objetivo de “revolucionar os campos de estudo da astronomia”, o JWST retrata fotos que não seriam possíveis de serem vistas pelo olho humano.
“Ele vai nos ajudar a desvendar alguns dos mistérios do Universo”, disse o diretor Greg Robinson, do programa James Webb na Nasa. “Será necessário reescrever os livros de física.” A nova tecnologia veio para substituir o até então telescópio mais famoso da agência, Hubble.
O JWST é extremamente complexo e passou por dificuldades para ser lançado. O que seria um observatório de US$ 1 bilhão (R$ 5 bilhões), com lançamento previsto para 2007, tornou-se um projeto de US$ 10 bilhões (R$ 50 bilhões), lançado em 2021. O telescópio chegou ao seu destino em 24 de janeiro do ano passado, no ponto L2, a mais de 1,5 milhão de km da Terra.
O nome “James Webb” é uma homenagem ao ex-militar e segundo administrador da Nasa (1961-1968). Roberto Dias da Costa, professor de física do Departamento de Astronomia da Universidade de São Paulo (USP), disse a Oeste que Webb foi uma figura importante na década de 1950. Entre suas participações notórias, destacam-se o projeto Apollo, a chegada do homem à Lua e o desenvolvimento de foguetes.
Segundo Costa, o JWST foi construído com o objetivo de ser “multipropósito”. Entre suas finalidades, está o estudo dos exoplanetas, ou extra-solares, planetas que estão ao redor de outras estelas que não são o Sol. O dispositivo pode reunir informações desde a formação de estrelas e galáxias, até as primeiras constelações e planetas além do sistema solar.
“Estes planetas, até uma geração passada, eram ficção científica”, comentou o professor.
“Gosto de dizer para os meus alunos que, lá em meados dos anos 90, eu só conhecia dois planetas em torno de outras estrelas: Vulcano (planeta hipotético que também faz parte do universo fictício de Star Trek) e Tatooine (planeta deserto fictício da franquia Star Wars)”, acrescentou.
Como o James Webb funciona
O Telescópio Espacial James Webb utiliza luz infravermelha, não percebida pelo olho humano, para estudar como as primeiras estrelas e galáxias se formaram, o nascimento de sistemas planetários e até mesmo a origem da vida.
O JWST possui quatro instrumentos científicos no Módulo Integrado para a coleta de dados e seis componentes integrados para auxiliar no processo. Esta seção é considerada “o coração” do telescópio e está localizada atrás do espelho primário.
O observatório está localizado no segundo ponto dos cinco de Lagrange, em homenagem ao astrônomo Joseph-Louis Lagrange, que os descobriu. Esses são pontos em que as forças gravitacionais de corpos espaciais conseguem ficar mais estáveis. “Ele gira em torno do Sol com a mesma velocidade orbital da Terra, ou seja, ele dá uma volta em torno do Sol a cada ano”, explicou Costa.
O “Coração” do James Webb:
- Sensor e gerador de imagens de infravermelho (FGS/NIRISS): O FGS é uma câmera guia que ajuda o telescópio a apontar na direção correta. O mecanismo está junto com o NIRISS, que possui uma câmera e um espectrógrafo para produzir imagens e espectros na faixa do infravermelho próximo;
- Espectrógrafo de infravermelho próximo (NIRSpec): Este é um espectrógrafo dedicado e pode capturar 100 espectros simultaneamente com sua matriz de micro obturador e é o primeiro instrumento espacial capaz de realizar espectroscopia de tantos objetos ao mesmo tempo;
- Câmera de infravermelho próximo (NIRCam): o único instrumento de infravermelho próximo com um coronógrafo, o NIRCam será um instrumento chave para estudar exoplanetas cuja luz seria abafada pelo brilho de sua estrela próxima. Ele irá capturar imagens de alta resolução e espectros no infravermelho próximo;
- Câmera e espectrógrafo de infravermelho médio (MIRI): Esta combinação de câmera e espectrógrafo é o único instrumento do JWST capaz de ver no infravermelho médio, onde objetos mais frios, como discos de detritos ao redor de estrelas e galáxias extremamente distantes, emitem sua luz.
O equipamento também conta com um grande espelho composto por 18 partes hexagonais, similares a uma colmeia, feitas de berílio, elemento químico metálico resistente usado para endurecer ligas, e painéis folheados a ouro. Esse conjunto é 2,5 vezes maior em diâmetro do que o do Hubble.
Os seis componentes para a coleta de dados
- Mascaramento de abertura: placa de metal perfurada que bloqueia parte da luz que entra no telescópio e permite simular um interferômetro, que combina dados de vários telescópios para obter uma resolução mais alta do que uma única lente. A técnica revela mais detalhes de objetos muito brilhantes próximos um do outro;
- Micro Shutter Array: uma grade de quase 250 mil pequenas portas que abrem ou fecham para medir espectros, luz que se espalha em seus comprimentos de onda constituintes, de até 100 pontos em um único frame;
- Espectrógrafos: grades ou prismas que separam a luz recebida em espectros para revelar a intensidade de comprimentos de onda individuais;
- Câmeras: o James Webb possui três câmeras, duas que capturam luz na faixa de comprimento de onda do infravermelho próximo e uma que funciona no infravermelho médio;
- Unidade de campo integral: uma câmera e espectrógrafo combinados capturam uma imagem, juntamente com espectros para cada pixel, revelando como a luz varia no campo de visão;
- Coronógrafos: estrelas brilhantes podem bloquear a luz mais fraca de planetas e discos de detritos que orbitam essas estrelas. Os coronógrafos são círculos opacos que bloqueiam a luz das estrelas para permitir a passagem dos sinais mais fracos.
Imagens impressionantes do Supertelescópio
As imagens do James Webb são reais ou apenas ilusões?
Conforme a revista Scientific American, a desenvolvedora de imagens científicas Alyssa Pagan, do Space Telescope Science Institute, disse que os pesquisadores precisam ajustar os dados “raw” (“bruto”, tradução livre) e transformá-los em algo que os olhos humanos possam ver. Mas suas fotos são “reais”.
“É exatamente isso que veríamos se estivéssemos lá? A resposta é não”, disse Alyssa.
Segundo a desenvolvedora, isso ocorre “porque nossos olhos não são construídos para ver em infravermelho, e também o telescópio é muito mais sensível à luz do que nossos olhos”.
Primeiramente, os pesquisadores isolam a faixa dinâmica mais útil para uma imagem e dimensionam os valores de brilho para revelar o máximo de detalhes possível. Então, atribuem a cada filtro infravermelho uma cor de faixa visível do espectro, os comprimentos de onda mais curto ficam azuis e os mais longos se movem para verde e vermelho. Logo depois de serem somados, os cientistas realizam ajustes normais de equilíbrio de branco, contraste e cor.
Dessa forma, o telescópio tem uma visão “mais verdadeira” desses objetos, comparado ao que o olhar humano poderia enxergar. O JWST produz imagens em até 27 filtros que capturam diferentes faixas do espectro infravermelho.
Diferenças entre o Webb e o Hubble
“Em relação ao telescópio Hubble, ele (JWST) tem uma evolução tecnológica muito grande”, disse o professor. Costa afirmou que, pela diferença de quase 40 anos entre a construção do telescópio Hubble (1970-1980) e do Webb (2010-2021), a tecnologia do novo observatório da Nasa “é completamente diferente e muito mais moderna”.
O Hubble vai continuar em operação, enquanto seus instrumentos não tiverem parado, já o James Webb tem vida útil esperada entre 5 e 10 anos. “Mas ele deve durar muito mais do que isso”, disse Costa. “Provavelmente alguma coisa entre 20 e 30 anos”.
Ainda é possível fazer reparos no Hubble, mas nenhuma missão é prevista. A última ocorreu em 2009. Como o James Webb está a uma maior distância da Terra, uma missão de reparo é algo improvável.
O professor da USP ressaltou o fato de que muitos desconhecem a importância desses observatórios. Para Costa, os telescópios espaciais são necessários. “A atmosfera da Terra atua como uma espécie de véu e atrapalha um pouco a observação dos corpos celestes”, explica. “Os telescópios localizados acima disso produzem imagens melhores, mais nítidas, além de impedir o efeito cortante da atmosfera contra a luz infravermelha, o que afeta a produção das fotografias”.
Telescópio James Webb identifica galáxia primitiva 
O ponto “L2” é fantástico e renderia uma música.
A visão infravermelho do universo me faz lembrar de uma leitura que fiz dos estóicos e do estoicismo, uma corrente filosófica AC que via Deus no universo e na natureza, em como as estruturas do cosmos são perfeitas.
Vulcano ou Tatooine hehehe.