O Telescópio Espacial James Webb é mais uma obra da engenharia que demonstra o quanto a curiosidade faz parte da condição humana. O espaço profundo sempre exerceu um fascínio inigualável sobre a humanidade. Muitas civilizações observaram o céu, percebendo e registrando os movimentos dos corpos celestes.
No entanto, a humanidade vem aperfeiçoando seu poder e capacidade de examinar o universo. Desde a projeção do Telescópio Espacial Hubble em 1990, a busca por compreender os segredos mais bem guardados do cosmos tem sido incessante.
No dia 25 de dezembro de 2021, enquanto o mundo celebrava o Natal, um presente extraordinário foi ejetado ao espaço – o Telescópio Espacial James Webb (JWST).
Desde o Centro Espacial de Kourou, na Guiana Francesa, o foguete Ariane 5 liberou o JWST, uma maravilha da engenharia e da colaboração internacional, possibilitando a descoberta e observação de corpos espaciais muito distantes da terra.
Neste artigo, explore os seguintes tópicos:
- A Fabricação do Telescópio Espacial James Webb
- A Finalidade do JWST
- Promessas de Descobertas Notáveis
- Capacidade do Telescópio James Webb
- O combustível do Telescópio
- O sucessor do Telescópio Espacial James Webb
- Observando o início do universo com o telescópio James Webb
- Pergunta Frequentes Respondidas Neste artigo
1. A Fabricação do Telescópio Espacial James Webb
Leia o artigo e assista também ao vídeo a seguir:
O Telescópio Espacial James Webb, frequentemente chamado de JWST (James Webb Space Telescope), é uma conquista monumental da engenharia espacial.
O telescópio foi nomeado em tributo a James Edwin Webb, que já foi administrador da NASA. Desenvolver o aparelho, somente foi possível graças a uma colaboração internacional liderada pela NASA, em conjunto com a Agência Espacial Europeia (ESA) e a Agência Espacial Canadense (CSA).
Esse telescópio espacial altamente avançado é o resultado de décadas de investimento, estudo, planejamento, pesquisa e construção, que somente foram possíveis graças um investimento bilionário.
O Telescópio Espacial James Webb levou 24 anos para ser construído e custou cerca de 10 bilhões de dólares. A tecnologia empregada em sua elaboração, permite a coleta de dados e imagens de uma forma sem precedentes, permitindo à humanidade conhecer o universo de uma maneira até então impossível.
Crédito: Imagem do TecMundo / Google
Sua fabricação foi um desafio sem precedentes. Com um espelho principal de 6,5 metros de diâmetro, o JWST é mais de duas vezes maior e com alcance 15 vezes superior à capacidade seu antecessor, o Telescópio Espacial Hubble.
Dentre os materiais utilizados para a construção do JWST, está o ouro, essencial para que o infravermelho seja refletido. O ouro é capaz de refletir 99% da Luz captada pelo telescópio, sendo utilizado cerca de 50 gramas de ouro no revestimento do espelho.
O principal objetivo da construção do JWST, é colher imagens e informações sobre detalhes do universo e de seus corpos celestes com observação de especificidades e características nunca imaginados.
As medidas do espelho foram cuidadosamente projetadas para possibilitar a coleta de luz a uma distância nunca captada no espaço, permitindo que objetos espaciais possam ser observados com detalhes, captando a luz até mesmo de corpos celestes já extintos, cuja luz ainda viaja pelo universo.
Para possibilitar a captura de dados e imagens únicos, o telescópio foi elaborado com o propósito de operar em uma órbita muito distante da Terra, cerca de 1,5 milhão de quilômetros de distância, no chamado “Ponto de Lagrange L2”.
2. A Finalidade do JWST
O principal objetivo do Telescópio Espacial James Webb é desvendar alguns dos maiores mistérios do universo, incluindo a formação de estrelas e planetas, a evolução das galáxias e a busca por sinais de vida em Exoplanetas.
Para alcançar esses objetivos, o JWST está equipado com instrumentos de última geração, capazes de observar o universo em uma ampla faixa de comprimentos de onda, desde o infravermelho próximo até o médio.
Uma das ferramentas mais importantes é, sem dúvida, o Near Infrared Spectrograph (NIRSpec), que permitirá aos cientistas analisar a composição química de objetos celestes, identificar atmosferas em Exoplanetas distantes e investigar a formação de estrelas e planetas em detalhes sem precedentes.
Uma das características mais notáveis do JWST é sua capacidade de estudar o cosmos em uma variedade de faixas espectrais, incluindo o infravermelho, que permitirá aos cientistas estudar sobre a formação química de objetos celestes, identificar atmosferas em Exoplanetas distantes e investigar a formação de estrelas e planetas em detalhes.
Muitos dos fenômenos cósmicos mais intrigantes, como a formação de estrelas, planetas e galáxias, emitem radiação infravermelha. A capacidade do JWST de capturar essas emissões nos permitirá adentrar profundamente na essência do cosmos.
3. Promessas de Descobertas Notáveis
Embora o JWST tenha sido lançado recentemente, as expectativas são altas para o que ele revelará no futuro. Alguns dos principais campos de estudo esperados incluem:
1) Exoplanetas Habitáveis: O JWST tem o potencial de detectar exoplanetas e analisar suas atmosferas em busca de pistas de vida extraterrestre, como indícios de oxigênio ou outros gases que poderiam indicar a presença de organismos vivos em outros mundos.
2) As Origens do Universo: o JWST nos permitirá olhar para trás no tempo cósmico, explorando as primeiras galáxias e ajudando a responder a questões fundamentais sobre a origem do universo.
3) A Formação de Estrelas e Planetas: A capacidade de observação em infravermelho do JWST será vital para estudar o nascimento e composição de estrelas e planetas, desvendando os segredos da criação de sistemas solares.
4) Cometas e Asteroides: O JWST também será usado para estudar cometas e asteroides em nosso próprio sistema solar, fornecendo informações essenciais sobre esses objetos que podem representar ameaças ou oportunidades futuras para a Terra.
4. Capacidade do Telescópio James Webb
A capacidade de análise do JWST alcança 13,6 bilhões de anos-luz, o que permite expandir o conhecimento da humanidade sobre o universo observável.
As descobertas feitas até agora pelo JWST, balançaram a comunidade científica, sendo que muitas geram novas perguntas, já que trazem a tona novos conhecimentos e permitem novos aprendizados sobre o universo, levando os cientistas a iniciaram centenas de estudos para melhor entender suas descobertas.
Muitos dos dados e imagens coletados pelo Telescópio Espacial James Webb, surpreenderam os cientistas e pesquisadores, que encontraram um cenário diferente daquele que esperavam conforme a teoria do big bang.
No entanto, observar o universo através das lentes do JWST não é um privilégio só dos cientistas. Qualquer pessoa pode viajar pelo espaço a bordo do telescópio. Basta acessar o site da NASA e buscar a seção específica destinada ao telescópio.
A perspectiva dos cientistas é de que o JWST tenha uma vida útil que varia entre cinco anos no mínimo, podendo chegar a 20 anos de operação.
5. O combustível do Telescópio
O combustível utilizado pelo JWST trata-se de hidrazina mesclada com oxidante tetróxido de dinitrogênio. Para garantir o devido funcionamento, o telescópio foi abastecido com 159 litros de hidrazina e 79,5 litros de oxidante tetróxido de dinitrogênio.
O Telescópio Espacial James Webb foi desenvolvido para permanecer orbitando ao redor do Ponto de Langrade L2, localizado entre o sol e a terra. O local escolhido para a órbita do JWST foi planejada para que ocorresse um gasto reduzido de combustível, tendo em vista, que neste ponto há um equilíbrio entre a gravidade do sol e da terra.
O poder exercido pelas gravidades e a força derivada dos movimentos circulares da terra e do sol, ajudam a manter o telescópio orbitando ao redor do Ponto de Lagrange L2, com pouca necessidade de energia.
Desta forma, o JWAT precisa de combustível para garantir o percurso até o local de sua órbita no Ponto de Lagrange L2, bem como para empregar ajustes necessários para que não se desvie do ponto onde deve permanecer.
O lançamento do telescópio foi considerado um sucesso pela Nasa e seus parceiros, sendo que a quantidade de combustível utilizada foi menor do que o planejado, restando mais energia para realizar as manobras necessárias às correções da órbita.
Inicialmente, a previsão dos cientistas da Nasa era de que o JWST teria combustível para operar por aproximadamente 10 anos, no entanto, diante do sucesso de seu lançamento e das condições que vem mantendo até o momento, o telescópio tem capacidade para operar por aproximadamente 20 anos.
6. O sucessor do Telescópio Espacial James Webb
As descobertas realizadas pelo Telescópio Espacial James Webb, em seu curto período no espaço já foram suficientes para balançar as estruturas do conhecimento científico sobre o universo.
Desde que o ser humano passou a explorar o espaço utilizando de tecnologias, muitos são os aprendizados sobre o universo. Quanto mais o ser humano aprende, mais ele quer aprender.
Por este motivo, um novo telescópio, que será chamado de “Habitable Worlds Observatory” (HWO), será o sucessor do telescópio JWST. Muito embora sua construção não tenha começado, a previsão é que seu lançamento ocorra a partir no ano de 2040.
Como o Telescópio Espacial James Webb capta e transmite as imagens?
O Telescópio Espacial James Webb é uma espécie de super-máquina no espaço que tira fotos incríveis objetos e corpos celestes muito distantes, como galáxias, estrelas e planetas.
Visando possibilitar as observações, o JWST utiliza equipamentos científicos muito avançados para captar as imagens do universo. Para isso, utiliza uma luz que nossos olhos não podem ver, chamada infravermelho.
Quando o JWST observa, é posicionado com precisão para apontar para um objeto específico no espaço. Em seguida, um instrumento científico apropriado coleta dados de luz infravermelha do corpo celeste que está sendo observado.
Dentre as capacidades de observação do JWST, estão imagens de alta resolução, espectrômetros, câmeras com grande capacidade de captação de imagens e com capacidade para observar diferente faixas de comprimento de onda.
Para operar eficientemente no infravermelho, o JWST é mantido a temperaturas extremamente baixas, utilizando um grande escudo solar que o protege do calor do Sol e um sistema de resfriamento a criogênico.
A captação das imagens somente é possível graças aos espelhos, primário e secundário, que refletem e direcionam a luz para o foco do telescópio.
O espelho primário do JWST é composto por 18 partes, em foram de hexágono, que juntos formam um espelho de 6,5 metros de diâmetro, cuja aparência é semelhante à parte de uma colmeia.
Após passar pelo espelho primário, a luz é refletida para um pequeno espelho ajustável, o espelho secundário, que a direciona as imagens para o foco do telescópio.
Para entender como o Telescópio Espacial James Webb exerce sua mira nos corpos celestes a serem observados, imagine uma lanterna na escuridão.
A luz da lanterna se move para olhar exatamente para os objetos espaciais a serem analisados e os aparelhos que equipam o telescópio utilizam as luzes infravermelhas para a observação e coleta de dados.
Os dados capturados pelo JWST são transmitidos de volta à Terra, onde astrônomos e cientistas os processam e analisam, revelando informações cruciais sobre a composição, temperatura e outras propriedades dos objetos observados.
7. Observando o início do universo com o telescópio James Webb
O poder de observação do JWST é sem precedentes, sendo capaz até mesmo de observar e analisar eventos que ocorreram no início do universo.
Tal olhar para o passado somente se faz possível graças à capacidade que o Telescópio Espacial James Webb tem para captar as luzes infravermelhas.
O ser humano já enviou outros objetos ao espaço, como a sonda espacial Voyager 1, que objeto humano mais distante do nosso planeta. Lançada pela Nasa em 1977, está a 22 bilhões de quilômetros da terra, coletando dados científicos valiosos sobre o ambiente além do nosso sistema solar.
No entanto, nenhum objeto humano enviado ao espaço tem a capacidade de enxergar tão longe e com tanta precisão, quanto o JWST, graças a sua capacidade de captar as luzes infravermelhas.
Outro motivo para usar a luz infravermelha é o seguinte: o universo está em expansão e, ao expandir-se, a radiação emitida pelas galáxias vai ficando com o comprimento de onda cada vez maior, isto é, mais “avermelhada”.
Para entender esse conceito, pense em duas pessoas segurando uma corda longa, uma em cada ponta, cada uma delas movendo a corda para cima e para baixo, provocando ondas em sua extensão.
Quanto mais perto as duas pessoas estiverem, maior será o tamanho da onda e menor o seu comprimento.
Se as pessoas que seguram as pontas da corda começarem a se afastar, o tamanho das ondas diminui e o comprimento da onda aumenta.
Esse mesmo princípio se aplica à radiação eletromagnética emitida pelas galáxias. Quanto maior o comprimento de onda, mais distante a galáxia está de nós e, por conseguinte, mais antiga. Nesse contexto, o comprimento de onda funciona como uma espécie de marcador temporal cósmico.
As galáxias emitem radiação eletromagnética e quanto mais distante ela estiver, maior será o comprimento da onda. Por tais observações, pode-se analisar informações sobre as origens do universo. Essa abordagem permite aos astrônomos e cientistas explorar a história cósmica, revelando detalhes sobre a formação e evolução das galáxias ao longo do tempo.
O Telescópio Espacial James Webb é uma conquista notável da exploração espacial e da ciência. Sua capacidade de estudar o universo em detalhes sem precedentes e sua colaboração global prometem desvendar mistérios cósmicos que poderiam transformar nossa compreensão do espaço e do universo.
À medida que o JWST continua sua jornada pelo espaço profundo, estamos ansiosos para as descobertas que ele nos trará nas próximas décadas e como essas descobertas moldarão nosso conhecimento e nossa visão do cosmos.
8. Pergunta Frequentes Respondidas Neste artigo:
Onde está o James Webb atualmente?
O telescópio espacial James Webb está localizado no ponto de Lagrange 2 (L2), que fica cerca de 1,5 milhão de quilômetros da Terra, na direção oposta ao Sol. Esta posição é ideal porque oferece um ambiente estável e frio, perfeito para suas observações infravermelhas. O ponto L2 permite que o telescópio mantenha uma visão contínua do espaço profundo, ao mesmo tempo em que está protegido do calor e da luz diretos do Sol, da Terra e da Lua.
O que James Webb descobriu até agora?
Desde que foi lançado, o telescópio James Webb fez várias descobertas impressionantes que estão mudando nossa compreensão do universo. Algumas das descobertas mais significativas incluem:
- Galáxias Primitivas: Observou galáxias que se formaram apenas algumas centenas de milhões de anos após o Big Bang, fornecendo informações valiosas sobre a formação e evolução inicial do universo.
- Atmosferas de Exoplanetas: Analisou a composição atmosférica de diversos exoplanetas, detectando moléculas como água, metano e dióxido de carbono. Por exemplo, encontrou vapor de água em exoplanetas como K2-18b e WASP-96b, o que é importante na busca por vida extraterrestre.
- Supernova em Galáxia Distante: Capturou imagens detalhadas de uma supernova em uma galáxia a bilhões de anos-luz de distância, ajudando a entender a dispersão de elementos pesados como ouro e ferro no universo, que são essenciais para a formação de planetas e vida.
Qual o telescópio mais longe da Terra?
O objeto humano mais distante da Terra não é um telescópio, mas a sonda espacial Voyager 1. Lançada pela NASA em 1977, a Voyager 1 é a nave espacial mais distante da Terra, atualmente a mais de 22 bilhões de quilômetros de distância. Embora não seja um telescópio, ela continua a enviar dados valiosos sobre o espaço interestelar.
Qual a distância que o James Webb está da Terra?
O telescópio espacial James Webb está a aproximadamente 1,5 milhão de quilômetros da Terra, localizado no ponto de Lagrange 2 (L2). Esta posição foi escolhida porque proporciona um ambiente estável e adequado para suas operações científicas, permitindo que o telescópio mantenha uma temperatura constante e uma visão desobstruída do espaço profundo.
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Gostei muito do texto, está escrito com simplicidade, com isso várias pessoas poderão entender,seja ela com muita formação ou pouca.