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Quando a NASA revelou as primeiras imagens coloridas do Telescópio Espacial James Webb (JWST) em julho de 2022, até mesmo os astrónomos experientes ficaram impressionados com a sua beleza. Uma imagem – uma impressionante vista infravermelha da Nebulosa Carina, uma região de formação estelar a 7.500 anos-luz de distância – capturou a imaginação. “Esta é uma obra de arte”, comentou René Doyon, investigador principal da missão JWST, numa conferência de imprensa da NASA.
O sucesso do JWST baseia-se no legado do Telescópio Espacial Hubble, lançado em 1990. O Hubble revolucionou a nossa visão do Universo, fornecendo imagens de campo profundo de galáxias distantes, supernovas espetaculares e nebulosas, e ajudando a determinar a idade e a taxa de expansão do Universo. Suas fotografias icônicas estão agora incorporadas em livros didáticos, manchetes de notícias e papéis de parede de laptop em todo o mundo.
Em vez de substituir o Hubble, o JWST foi projetado para ampliar seu alcance. Enquanto o Hubble observa luz visível e ultravioleta, o JWST é especializado em infravermelho, permitindo-lhe observar através da poeira cósmica e detectar sinais fracos das primeiras galáxias. Juntos, eles formam uma dupla poderosa:o Hubble olha longe; JWST parece profundo.
A tecnologia que transformou nossa visão
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O Hubble orbita a Terra a cerca de 320 milhas, tornando-a acessível para reparos – o Hubble passou por uma atualização óptica corretiva após suas imagens iniciais borradas. Em contraste, o JWST opera a partir do segundo ponto de Lagrange (L2), a cerca de 1 milhão de milhas da Terra, onde pode “pairar” usando as forças gravitacionais combinadas do Sol e da Terra. Esta posição distante concede ao JWST uma visão desobstruída do cosmos, mas também significa que qualquer reparação seria impossível.
A distinção mais significativa entre os dois telescópios é o seu alcance espectral. O Hubble captura luz ultravioleta, visível e uma faixa estreita de luz infravermelha próxima (0,1–2,5 µm). O JWST observa principalmente no infravermelho, abrangendo 0,6–28,5 µm. Como a luz se estende (desvia para o vermelho) por vastas distâncias, as galáxias do universo primitivo emitem luz que se deslocou para o infravermelho quando chega até nós. O Hubble poderia sugerir essas estruturas; O JWST pode resolvê-los detalhadamente.
Ambos os telescópios usam espelhos curvos em vez de lentes, mas seus designs são diferentes. O Hubble emprega um sistema Ritchey-Chrétien – um conjunto de espelhos com curvas mais profundas que produz alta clareza em um campo amplo. O JWST usa um design anastigmático de três espelhos, incorporando um terceiro espelho que oferece detalhes sem precedentes dos confins do espaço.
Por que ambos os telescópios são importantes e o que está por vir
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A colaboração é essencial e o Hubble e o JWST exemplificam ambições complementares. O espelho primário de 2,4 metros do Hubble (≈8 pés) é ofuscado pelo espelho de 6,5 metros do JWST (≈21 pés), permitindo que este último recolha luz muito mais fraca das profundezas do espaço e mais atrás no tempo. O tamanho maior do JWST também exige um protetor solar do tamanho de uma quadra de tênis para manter seus instrumentos frios para observações infravermelhas.
O Hubble permanece operacional, frequentemente observando os mesmos alvos que o JWST em diferentes comprimentos de onda. Embora a capacidade do Hubble no infravermelho próximo seja notável, o seu design favoreceu comprimentos de onda mais curtos. O alcance infravermelho mais amplo do JWST o torna superior para estudar exoplanetas, anãs marrons frias e galáxias até nove vezes mais fracas do que aquelas detectáveis pelo Hubble.
Olhando para o futuro, o Telescópio Espacial Nancy Grace Roman, previsto para ser lançado em 2027, dará continuidade a esta linhagem. Projetado com um campo de visão 100 vezes maior que o do Hubble, ele ajudará os cientistas a investigar a energia escura, exoplanetas e sistemas planetários em nossa galáxia. Esses observatórios representam o auge da engenhosidade humana, da engenharia e da ciência colaborativa. Embora muitas pessoas não consigam ver a Via Láctea a olho nu, a nossa espécie está a ganhar rapidamente um acesso sem precedentes ao Universo.
