Telescópio James Webb revela as profundezas ocultas do universo

O maior telescópio espacial da história utiliza luz infravermelha para examinar através da poeira interestelar, revelando um universo que até os cientistas acham impressionante.

Dezenas de milhares de estrelas jovens nunca antes vistas estavam envoltas na poeira cósmica da Nebulosa da Tarântula. O Telescópio Espacial James Webb da Nasa pode penetrar através das nuvens de poeira para ver as estrelas graças à sua resolução sem precedentes em comprimentos de onda infravermelhas. A região mais ativa parece brilhar com estrelas massivas de cor azul pálido. Espalhadas entre elas há estrelas recém-formadas, aparecendo em vermelho, mas ainda não emergiram do casulo empoeirado da nebulosa.

Foto de NASA ESA, CSA, STSCI, WEBB ERO PRODUCTION TEAM
Por Nadia Drake
Publicado 10 de jan. de 2023 10:44 BRT

Desde sua posição a mais de um milhão de quilômetros de distância, o Telescópio Espacial James Webb da Nasa (JWST, na sigla em inglês) revela um universo que é mais rico e mais desconcertante do que os astrônomos imaginavam. Um cosmos que se esconde atrás de um véu de poeira.

O JWST, o maior telescópio espacial da história, perfura esse véu ao capturar a luz infravermelha. Menos energética do que a luz que nossos olhos podem ver, a luz infravermelha passa mais facilmente através da poeira cósmica, e o espelho de 6 metros de largura do telescópio pode coletar essa luz de alguns dos objetos mais distantes do universo.

“A poeira interestelar é mais como fumaça. É menor do que as partículas de poeira em sua prateleira”, compara Jane Rigby, cientista de projetos de operações do JWST. “Meu pai é bombeiro, então penso nisso como se estivesse em uma sala cheia de fumaça com pouca visibilidade.”

À esquerda: No alto:

o Instrumento do Infravermelho Médio (Miri) do telescópio Webb captura uma tempestade de gás e poeira nos icônicos Pilares da Criação. Quando os nós de gás e poeira se formam nessas regiões, eles podem entrar em colapso sob sua própria gravidade, aquecer lentamente e, eventualmente, formar novas estrelas.

À direita: Acima:

Em contraste, a câmera de infravermelho próximo do telescópio Webb (NIRCam) é capaz de observar através dos pilares empoeirados para mostrar estrelas recém-formadas em tons de rosa, vermelho e carmesim. A luz infravermelha próxima pode penetrar em espessas nuvens de poeira, permitindo que os astrônomos conheçam mais sobre essa cena incrível. Os pilares são uma pequena região dentro da Nebulosa da Águia, uma vasta região de formação estelar a 6500 anos-luz da Terra.

fotografias de NASA ESA, CSA, STSCI; PROCESSAMENTO DE IMAGEM: JOSEPH DEPASQUALE (STSCI), ANTON M. KOEKEMOER (STSCI), ALYSSA PAGAN (STSCI)

Com seu olho infravermelho, o JWST pode examinar os incêndios florestais do universo. Lançado há menos de um ano e completamente operativo há apenas seis meses, o telescópio já está revelando uma surpreendente variedade de objetos cósmicos. Durante uma recente reunião no Space Telescope Science Institute em Baltimore (Estados Unidos), os cientistas compartilharam alguns dos primeiros resultados do observatório

Isso incluía as distâncias para algumas das galáxias mais afastadas já descobertas, aglomerados de estrelas antigas recém-observadas, uma nuvem de água ao redor da lua Encélado de Saturno e estruturas de poeira simétricas envolvendo uma grande estrela tempestuosa – nuvens de partículas que são regularmente expelidas pela estrela em si.

Nesta imagem do JWST, conchas de poeira cósmica aparecem como anéis ao redor da estrela Wolf-Rayet 140. As estrelas Wolf-Rayet estão em um estágio avançado de seus ciclos de vida, liberando elementos pesados no espaço, e esta faz parte de um sistema binário com uma estrela do tipo O, um dos tipos de estrelas massivas mais conhecidos. A notável regularidade da distância entre os anéis indica que eles se formam como um relógio durante a órbita de oito anos do sistema, quando as duas estrelas no binário fazem sua maior aproximação uma da outra.

Foto de NASA ESA/CSA/STSCL/JPL, CALTECH

 

Thomas Zurbuchen, chefe de ciência da NASA, diz que observar o JWST perscrutando a poeira cósmica é um pouco como observar as nuvens se dissiparem do alto de uma montanha na Suíça, sua terra natal.

“De repente, a neblina se dissipa e seu coração bate mais rápido”, diz ele. “É de tirar o fôlego. Você vê a natureza em cores incríveis, e é mais bonita do que você jamais imaginou.”

À esquerda: No alto:

A estrutura espiral sinuosa da galáxia IC 5332 é revelada em luz ultravioleta e capturada pelo Telescópio Espacial Hubble. Regiões escuras e empoeiradas parecem separar os braços espirais.

À direita: Acima:

Usando o instrumento infravermelho médio de Webb (Miri), essas mesmas regiões empoeiradas já não são mais escuras. O telescópio Webb é capaz de atravessar a poeira e ver os “ossos” da galáxia.

fotografias de ESA WEBB, NASA & CSA, J. LEE E DAS EQUIPES PHANGS-JWST E PHANGS-HST

Outras imagens do observatório espacial capturam partes distantes e primordiais do cosmos, como a primeira imagem divulgada publicamente: um pequeno pedaço do céu salpicado com inúmeras galáxias antigas. Para fazer essa imagem, o telescópio encarou fixamente a escuridão durante 12,5 horas, coletando luz infravermelha que viajava pelo espaço por bilhões de anos.

“Fiquei tão emocionado pelo fato de reconhecer que aquilo que eu estava vendo sempre esteve lá – por bilhões de anos – um tempo extremamente longo, e ainda não o tínhamos visto”, destaca Zurbuchen. “Este é o começo de um caminho rumo ao desconhecido, com um novo par de olhos.”

À esquerda: No alto:

O Observatório Alma detectou poeira (vermelha) no centro dos detritos da Supernova 1987A, sugerindo que tais explosões estelares são fábricas de poeira cósmica. A luz visível (verde) do Hubble e os raios-x (azuis) do Observatório de raios-X Chandra mostram a onda expansiva da supernova. Supernovas como a SN 1987A podem agitar o gás circundante e desencadear a formação de novas estrelas e planetas enriquecidos com elementos como carbono, nitrogênio, oxigênio e ferro – os componentes básicos de toda a vida conhecida.

COMPOSIÇÃO DE RAIOS-X: NASA CXC/SAO/PSU/ D. BURROWS ET AL.; ÓPTICA: NASA/STSCI; MILÍMETRO: NRAO/AUI/NSF
À direita: Acima:

Cassiopeia A é o remanescente de uma estrela outrora massiva que morreu em uma violenta explosão de supernova há 325 anos. Consiste em uma estrela morta, chamada de estrela de nêutrons, e uma camada de material circundante que foi expelida quando a estrela morreu. Esta imagem foi composta utilizando três observatórios da Nasa em três diferentes comprimentos de onda de luz: dados infravermelhos do Telescópio Espacial Spitzer (vermelho), dados visíveis do Hubble (amarelo) e dados de raios-x do Chandra (verde e azul).

Foto de NASA JPL-CALTECH/STSCI/CXC/SAO ANIMAÇÃO: NASA/JPL-CALTECH/UNIV. DO ARIZ./STSCI/CXC/SÃO

O Telescópio Espacial James Webb explora o coração da M74, também conhecida como a Galáxia Fantasma. A visão infravermelha do Webb revela delicados filamentos de gás e poeira nos grandiosos braços espirais que se estendem para fora do centro. A falta de gás no centro fornece uma visão desobstruída do aglomerado de estrelas no núcleo da galáxia.

Foto de ESA WEBB, NASA & CSA, J. LEE E DA EQUIPE PHANGS-JWST
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