Esta concepção artística mostra como o Telescópio Espacial James Webb será quando for lançado no espaço. NASA GSFC / CIL / Adriana Manrique Gutierrez Nosso conhecimento do universo é limitado pelo escopo de nossos sentidos, mas nossas mentes não conhecem tais limites. Quando o brilho de uma fogueira nos cega para a fonte de um estalo de galho na escuridão da floresta, imaginamos todos os tipos de perspectivas terríveis. Mas dê alguns passos, colocar o fogo em nossas costas, e vemos mais profunda e claramente. A imaginação encontra a informação, e de repente sabemos com o que estamos lidando.
Mas é preciso mais do que um bom par de olhos e alguma distância das luzes da cidade para compreender o cosmos; requer instrumentos capazes de expandir nossos sentidos além de nossos limites evolutivos, nossa atmosfera ou mesmo nossa órbita planetária. Astronomia e cosmologia são compelidas e limitadas pela qualidade desses instrumentos.
Cerca de 400 anos atrás, o telescópio revelou luas insuspeitadas, planetas e manchas solares, desencadeando uma sucessão de novas teorias cósmicas e melhores ferramentas para testá-las, revelando nebulosas ondulantes e estrelas reunidas ao longo do caminho.
Em meados do século 20, radiotelescópios mostraram que as galáxias - longe de bolhas estáticas - estavam de fato ativas e explodindo de energia. Antes do Telescópio Espacial Kepler, pensamos que os exoplanetas eram raros no universo; agora suspeitamos que eles possam superar o número de estrelas. Mais de três décadas do Telescópio Espacial Hubble em órbita da Terra ajudaram a romper o véu do tempo, fotografe berçários estelares e prove que galáxias colidem. Agora, o Telescópio Espacial James Webb está pronto para voltar à luz do sol, afaste-se da Terra e faça o aguçado, observações delicadas possíveis apenas no frio, espaços escuros além da lua.
Programado para 18 de dezembro, 2021, data de lançamento do espaçoporto europeu em Kourou, Guiana Francesa, Webb foi construído por uma colaboração internacional entre a NASA, a Agência Espacial Europeia (ESA) e a Agência Espacial Canadense (CSA), e é encarregado de responder a alguns muito questões ambiciosas. Também levará os astrônomos mais perto do que nunca do início dos tempos, proporcionando vislumbres de pontos turísticos há muito hipotetizados, mas nunca antes vistos, do nascimento das galáxias à luz das primeiras estrelas.
O espelho de 18 segmentos do telescópio James Webb foi especialmente projetado para capturar a luz infravermelha das primeiras galáxias que se formaram no início do universo, e ajudará o telescópio a perscrutar as nuvens de poeira, onde estrelas e sistemas planetários ainda estão se formando. NASA Conteúdo
Esta imagem mostra a diferença entre as visões visível e infravermelho do Hubble da Nebulosa Cabeça de Macaco. O telescópio James Webb se concentrará em imagens infravermelhas. A Equipe do Hubble Heritage (STScI / AURA), e J. Hester A missão de Webb baseia-se e expande o trabalho dos Grandes Observatórios da NASA, quatro notáveis telescópios espaciais cujos instrumentos cobrem a orla marítima de espectros eletromagnéticos. As quatro missões sobrepostas permitiram aos cientistas observar os mesmos objetos astronômicos no visível, raio gama, Espectros de raios X e infravermelho.
O Hubble do tamanho de um ônibus escolar, que vê principalmente no espectro visível com alguma cobertura ultravioleta e infravermelha próxima, iniciou o programa em 1990 e, com mais manutenção, irá complementar e trabalhar com Webb. Nomeado apropriadamente em homenagem a Edwin Hubble, o astrônomo que descobriu muitos dos eventos que foi construído para investigar, o telescópio desde então se tornou um dos instrumentos mais produtivos da história científica, trazendo fenômenos como nascimento e morte de estrelas, evolução galáctica e buracos negros da teoria aos fatos observados.
Juntando-se ao Hubble nos quatro grandes estão o Compton Gamma Ray Observatory (CGRO), Chandra X-ray Observatory e Spitzer Space Telescope.
O que torna o Webb diferente é que ele tem a capacidade de olhar profundamente no infravermelho próximo e médio, e terá quatro instrumentos científicos para capturar imagens e espectros de objetos astronômicos. Por que isso importa? Estrelas e planetas que estão se formando estão escondidos atrás da poeira que absorve a luz visível. Contudo, a luz infravermelha emitida pode perfurar este cobertor empoeirado, revelando o que está por trás. Os cientistas esperam que isso lhes permita observar as primeiras estrelas do universo; a formação e colisão de galáxias infantis; e o nascimento de estrelas e sistemas protoplanetários, possivelmente até mesmo aqueles que contêm os constituintes químicos da vida.
Essas primeiras estrelas podem ser a chave para a compreensão da estrutura do universo. Teoricamente, onde e como eles se formaram se relaciona com os primeiros padrões de matéria escura - invisível, matéria misteriosa detectável pela gravidade que exerce - e seus ciclos de vida e mortes causaram feedbacks que afetaram a formação das primeiras galáxias [fonte:Bromm et al.]. E como supermassivo, estrelas de curta duração, estimado em cerca de 30-300 vezes a massa (e milhões de vezes o brilho) do nosso sol, essas estrelas primogênitas podem muito bem ter explodido como supernovas e depois colapsado para formar buracos negros, mais tarde inchando e se fundindo nos enormes buracos negros que ocupam os centros da maioria das galáxias massivas.
Testemunhar isso é uma façanha além de qualquer instrumento ou telescópio construído até agora.
Primeira luzO termo primeira luz refere-se às primeiras estrelas que se formaram no universo, que se inflamou 400 milhões de anos após o big bang e são compostos inteiramente de gás primordial. Esses antigos sóis não são as fontes de radiação mais antigas, Contudo. Essa honra pertence à radiação cósmica de fundo, a radiação de microondas liberada pela formação dos primeiros átomos em torno de 400, 000 anos após o big bang e observado pelas missões Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) e Cosmic Background Explorer (COBE) da NASA. Webb, Contudo, não conseguirá ver esta radiação precoce.
Os técnicos realizaram com sucesso um teste crítico no protetor solar de cinco camadas de Webb, implantando totalmente cada uma de suas camadas de tamanho único na mesma posição que terão enquanto orbitam o sol a um milhão de milhas de distância da Terra. NASA / Chris Gunn Webb se parece um pouco com uma jangada em forma de diamante ostentando uma grossa, mastro e vela curvos - se a vela foi construída por um gigante, abelhas mascadoras de berílio. A "jangada" (ou proteção solar) é feita de camadas de membrana - todas tão finas quanto um fio de cabelo humano - de Kapton, um plástico de alto desempenho revestido com um metal reflexivo. Juntos, eles protegem o refletor principal e os instrumentos.
A "quilha" de Webb é o que você consideraria sua estrutura de palete unitizada. É aí que o enorme protetor solar se dobra para a decolagem. No centro está o ônibus da espaçonave, que reúne todas as funções de suporte que mantêm o Webb em execução, incluindo energia elétrica, controle de atitude, comunicações, comando e manipulação de dados, e controle térmico. Uma antena de alto ganho adorna o exterior do Webb, assim como um conjunto de rastreadores de estrelas que funcionam com o sensor de orientação fino para manter tudo apontado na direção certa. Finalmente, em uma extremidade do protetor solar, e perpendicular a ele, é um compensador de momento que compensa a pressão que os fótons exercem na nave, muito parecido com uma aba de acabamento em um navio à vela.
Acima do protetor solar está a "vela, "ou os espelhos gigantes de Webb. Webb tem um espelho primário com 6,5 metros de largura que mede a luz de galáxias distantes. (Em comparação, o espelho do Telescópio Espacial Hubble tem 2,4 metros [7,8 pés]). É feito de 18 seções hexagonais de berílio que se desdobram após o lançamento, em seguida, coordene-se para agir como um espelho primário colossal. Este espelho tem um design muito mais leve e permite que toda a estrutura se dobre como uma mesa rebatível. A forma hexagonal dos espelhos permite que a estrutura seja aproximadamente circular, sem lacunas. Se os segmentos do espelho fossem círculos, haveria lacunas entre eles.
Vamos examinar mais de perto os instrumentos que tornarão todos esses estudos possíveis.
Os espelhos do telescópio James Webb são cobertos por uma camada microscopicamente fina de ouro, que os otimiza para refletir luz infravermelha, o comprimento de onda primário de luz que ele observará. NASA
A câmera infravermelha próxima de Webb apresenta um mosaico de sensores de luz de 16 megapixels. O mosaico compreende quatro chips separados montados juntos com uma máscara preta cobrindo as lacunas entre os chips. Kenneth W. Don Embora veja um pouco na faixa visual (luz vermelha e dourada), Webb é fundamentalmente um grande telescópio infravermelho.
Mas a observação infravermelha é essencial para a compreensão do universo. Poeira e gás podem bloquear a luz visível das estrelas em berçários estelares, mas o infravermelho passa. Além disso, conforme o universo se expande e as galáxias se separam, sua luz "estende-se" e torna-se desviada para o vermelho, deslizando em direção a comprimentos de onda eletromagnéticos (EM) mais longos, como infravermelho. Quanto mais distante a galáxia, quanto mais rápido ele retrocede e mais desviado para o vermelho sua luz, portanto, o valor de um telescópio como Webb.
Os espectros infravermelhos também podem fornecer uma grande quantidade de informações sobre as atmosferas de exoplanetas - e se eles contêm ingredientes moleculares associados à vida. Na terra, nós chamamos de vapor de água, metano e dióxido de carbono "gases de efeito estufa" porque absorvem infravermelho térmico (também conhecido como calor). Porque essa tendência é verdadeira em todos os lugares, os cientistas podem usar Webb para detectar tais substâncias na atmosfera de mundos distantes, procurando por padrões de absorção reveladores em suas leituras espectroscópicas.
O Universo OcultoOs astrônomos apelidam a faixa infravermelha do espectro eletromagnético (EM) de "universo oculto". Embora qualquer objeto com calor irradie luz infravermelha, A atmosfera da Terra bloqueia a maior parte dela, tornando-o invisível para a astronomia terrestre.
Webb tem a tarefa de responder a muitos dos maiores mistérios da vida, como a forma como a vida se desenvolveu na Terra; como galáxias, como este conhecido como Messier 81, Formato; e já houve vida em Marte? NASA / JPL-Caltech / ESA / Harvard-Smithsonian CfA O Telescópio Espacial James Webb é o maior, telescópio espacial mais poderoso já construído. Será o telescópio mais complexo lançado ao espaço. Os dados que fornece durante sua missão, que deve durar entre cinco e 10 anos, poderia mudar nossa compreensão do universo.
Porque? Porque seu objetivo é examinar todas as fases de nossa história cósmica, incluindo o big bang. Mas existem quatro objetivos distintos para o telescópio Webb durante sua missão, e eles estão agrupados em quatro temas:
Originalmente publicado:9 de outubro de 2014
