O telescópio espacial Webb foi construído com alguns dos instrumentos científicos mais avançados já enviados para além da órbita da Terra. Os astrônomos acreditam que a espaçonave os ajudará a entender mais sobre os buracos negros, como as estrelas nascem e morrem e o que está dentro das atmosferas dos planetas que orbitam outras estrelas; talvez até nos dê um vislumbre de uma era próxima ao Big Bang.
Por que ver mais longe ajuda os cientistas a ver bilhões de anos no passado?
Lembra da velocidade da luz? Um ritmo constante de mais de 186.000 milhas por segundo, ou cerca de seis trilhões de milhas por ano, através do vácuo do espaço.
Isso faz de um ano-luz – a distância que a luz percorre em um ano – uma medida útil para distâncias cósmicas.
Também explica por que olhar para o universo é olhar para o passado.
Se uma estrela está a 10 anos-luz de distância, isso significa que sua luz levou 10 anos para chegar até nós: estamos observando a estrela como ela existia há 10 anos. (A luz do sol leva oito minutos para chegar até nós na Terra.)
Para os objetos mais distantes que o Webb pode detectar, essas partículas de luz viajaram cerca de 13 bilhões de anos-luz, viajando pelo espaço por 13 bilhões de anos. A luz na imagem de “campo profundo” do Webb divulgada na segunda-feira é um instantâneo de uma parte do universo quando tinha menos de um bilhão de anos.
O que aprender mais sobre o período mais próximo do Big Bang poderia ensinar aos astrônomos?
Quando as primeiras estrelas acenderam? Quando as primeiras galáxias se fundiram a partir de nuvens de gás? Quão diferentes eram as primeiras estrelas e galáxias daquelas que preenchem o universo hoje?
Ninguém realmente sabe. É um capítulo que falta na história do universo. Sabemos que o universo começou em um instante a partir do Big Bang. Essa explosão deixou um ruído de fundo de micro-ondas que foi descoberto em 1964 e foi estudado em detalhes nas décadas seguintes. O universo esfriou, a matéria começou a se aglomerar e acredita-se que as primeiras estrelas tenham se formado cerca de 100 milhões de anos após o Big Bang.
As primeiras estrelas devem ter sido diferentes porque o Big Bang criou apenas hidrogênio e hélio com uma pitada de lítio e berílio. Nenhum dos elementos mais pesados – carbono, silício, ferro e o resto da tabela periódica – existia. Alguns astrofísicos acreditam que muitas das primeiras estrelas, desprovidas de elementos mais pesados, eram enormes, queimavam com brilho e morriam jovens em explosões de supernovas para dispersar materiais que mais tarde poderiam formar planetas e, eventualmente, criaturas vivas como nós.
O Webb é o primeiro telescópio capaz de detectar e analisar essas primeiras estrelas.
Por que as ferramentas do Webb ajudam a avançar nesse trabalho?
As duas principais diferenças entre Webb e Hubble são o tamanho de seus espelhos – espelhos maiores coletam mais luz – e os comprimentos de onda de luz que observam. O Hubble concentrou-se nos comprimentos de onda visíveis e ultravioletas, oferecendo novas visões incomparáveis de grande parte do universo.
Mas para o universo primitivo, a parte infravermelha do espectro se torna fundamental. Isso é por causa do efeito Doppler. Quando um carro de polícia passa em alta velocidade, o tom da sirene é mais alto quando o carro está se aproximando e diminui quando está se afastando. Essencialmente a mesma coisa ocorre com a luz. Objetos que se aproximam de nós parecem mais azuis, e aqueles que se afastam ficam mais vermelhos porque o movimento de retrocesso se estende para fora dos comprimentos de onda da partícula de luz. Para os objetos mais distantes, como as primeiras estrelas e galáxias, grande parte da luz foi desviada para o infravermelho.
Observações infravermelhas são essencialmente impossíveis de telescópios na Terra. A atmosfera bloqueia esses comprimentos de onda.
Observações infravermelhas também podem ser facilmente distorcidas pela radiação de calor. É por isso que Webb foi colocado a um milhão de milhas da Terra e protegido por um enorme escudo solar. Um dos instrumentos, o Mid-Infrared Instrument, ou MIRI, precisa ser resfriado a menos 447 graus Fahrenheit para funcionar corretamente.
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