Além do Hubble: Webb revela novas imagens deslumbrantes do universo
O Telescópio Espacial James Webb, o maior e mais sofisticado observatório espacial já construído, tem enviado imagens e dados há quase um ano, e nesse período tem fornecido uma infinidade de informações sobre estrelas, sistemas planetários em nossa vizinhança galáctica e galáxias distantes que se formaram quando o universo tinha uma fração ínfima de sua idade atual. O Webb também tem enviado imagens impressionantes que superam as do seu famoso antecessor, o Telescópio Espacial Hubble.
O Webb e o Hubble são instrumentos bastante diferentes. Para começar, enquanto o Hubble é principalmente sensível à luz visível, o Webb registra a luz infravermelha, que é invisível ao olho nu. Esses comprimentos de onda mais longos de luz atravessam nuvens de gás e poeira que bloqueiam a luz visível, permitindo que o telescópio observe além desses obstáculos. Além disso, ele tem uma vantagem em tamanho: enquanto o espelho principal do Hubble tem 2,4 metros de diâmetro, o Webb utiliza uma matriz de 18 pequenos espelhos hexagonais que funcionam como um único espelho com 6,4 metros de diâmetro.
“Todos os dias, fico impressionado com a conquista tecnológica que este observatório representa”, diz Sasha Hinkley, astrônomo da Universidade de Exeter, na Inglaterra. “Isso se deve realmente aos milhares de cientistas e engenheiros que trabalharam nele por 20 anos. Quando vejo uma dessas imagens incríveis, sempre paro para pensar nas centenas de homens e mulheres que tornaram isso possível.”
O observatório de 10 bilhões de dólares, construído pela NASA em parceria com a Agência Espacial Canadense e a Agência Espacial Europeia, foi lançado em 25 de dezembro de 2021, e suas primeiras imagens foram divulgadas em 11 de julho do ano passado. Desde então, o Webb tem produzido muitas outras imagens reveladoras, e selecionamos as nossas favoritas e detalhamos sua importância abaixo.
Uma imagem icônica é atualizada
Provavelmente, você já viu a icônica imagem do Telescópio Espacial Hubble chamada de “Pilares da Criação”. Ela mostra nuvens ondulantes de gás escuro – parte da Nebulosa da Águia – em contraste com um fundo brilhante e colorido, com centenas de estrelas cintilando à frente e atrás da estrutura. Mas, impressionante como era a imagem do Hubble, o Webb revelou ainda mais dessa cena. Para começar, ele mostrou as jovens estrelas vermelhas que estão espalhadas pelas nuvens nebulosas. Os astrônomos as chamam de “protostars”, porque elas ainda não são suficientemente massivas e quentes para queimar hidrogênio em seus núcleos.
Essas estrelas jovens estavam ocultas atrás da poeira e gás na imagem original do Hubble, explica Anton Koekemoer, astrônomo do Instituto de Ciência do Telescópio Espacial em Baltimore. “Devido a essas nuvens serem tão densas e cheias de poeira, quando o Hubble as observou, ele só viu a superfície externa”, diz ele. “Nós realmente não conseguíamos olhar dentro delas.”
Agora, graças ao poder de penetração de poeira do Webb, os astrônomos podem vislumbrar essas regiões de formação estelar no interior da nebulosa, que está localizada a cerca de 7.000 anos-luz da Terra. Koekemoer descreve isso como um “laboratório” para estudar a formação de estrelas. Com o Webb, “agora podemos começar a ver, em grande detalhe, essas regiões densas de gás e poeira e como novas estrelas estão se formando dentro desses ‘pilares'”.
Capturando um exoplaneta
Até agora, os astrônomos inferiram a existência de milhares de exoplanetas – planetas orbitando estrelas além do nosso próprio sistema solar. Mas fotografar esses mundos distantes é um desafio, principalmente porque sua luz fraca é ofuscada pela luz de suas estrelas hospedeiras. No entanto, o novo telescópio conseguiu isso, capturando a imagem de um planeta chamado HIP 65426 b usando um instrumento chamado coronógrafo, que bloqueia a luz da estrela.
Acredita-se que HIP 65426 b seja um planeta gigante gasoso, com cerca de seis vezes o tamanho de Júpiter; ele orbita sua estrela a uma distância cerca de 100 vezes maior que a distância entre a Terra e o Sol. Sem uma superfície sólida, é improvável que o exoplaneta seja habitável, mas apenas ser capaz de fotografá-lo já é uma conquista.
“Essas primeiras observações estão nos mostrando que o JWST é ainda mais sensível do que esperávamos”, diz Hinkley. “Seu desempenho é melhor do que esperávamos. O que significa que agora podemos ter ambições ainda maiores e buscar exoplanetas que eram inacessíveis com outros instrumentos”.
Explorando a atmosfera de um planeta
Uma das conquistas mais notáveis do Webb é sua capacidade de obter informações sobre as atmosferas de planetas que orbitam estrelas a centenas de anos-luz da Terra. Um desses planetas é um gigante gasoso chamado WASP-39 b, que tem aproximadamente a mesma massa de Saturno, mas orbita sua estrela em uma órbita muito mais próxima do que Mercúrio orbita o Sol.
Os astrônomos utilizaram instrumentos a bordo do Webb para registrar o espectro da atmosfera desse planeta, o que fornece pistas sobre quais substâncias químicas estão presentes lá. E eles descobriram uma variedade de gases atômicos e moleculares, incluindo vapor d’água, dióxido de enxofre, monóxido de carbono, sódio e potássio.
“A verdadeira surpresa foi o dióxido de enxofre”, diz Laura Flagg, pesquisadora associada pós-doutoral da Universidade Cornell. O planeta é tão quente que os processos que normalmente levam à criação de dióxO Telescópio Espacial James Webb, um observatório espacial de grande porte e altamente avançado, tem transmitido imagens e dados há quase um ano, fornecendo uma quantidade significativa de informações sobre estrelas, sistemas planetários e galáxias distantes. Ao contrário de seu antecessor, o Telescópio Espacial Hubble, o Webb registra luz infravermelha em vez de luz visível, permitindo a penetração de nuvens de gás e poeira que bloqueiam a luz visível. O espelho principal do Webb consiste em 18 pequenos espelhos hexagonais que funcionam como um único espelho com um diâmetro de 6,4 metros, superando o espelho de 2,4 metros do Hubble.
Astrônomos e engenheiros trabalharam no telescópio Webb por duas décadas, e sua conquista tecnológica é verdadeiramente impressionante. O observatório, construído em colaboração entre a NASA, a Agência Espacial Canadense e a Agência Espacial Europeia, foi lançado em 25 de dezembro de 2021, e suas primeiras imagens foram divulgadas em 11 de julho do ano seguinte. Desde então, o Webb continuou a capturar imagens deslumbrantes, superando as capacidades do telescópio Hubble.
Uma atualização notável fornecida pelo Webb é uma versão aprimorada da icônica imagem do Hubble chamada de “Os Pilares da Criação”, que mostra nuvens escuras de gás na Nebulosa da Águia. A imagem aprimorada do Webb revela a presença de estrelas jovens vermelhas, conhecidas como protostars, dentro das nuvens nebulosas. Essas estrelas estavam anteriormente ocultas devido à densa poeira e gás na região. O Webb permite que os astrônomos estudem a formação de estrelas em grande detalhe e fornece uma visão mais próxima das regiões densas de gás e poeira dentro dos “pilares”.
O Webb também conseguiu capturar a imagem de um exoplaneta chamado HIP 65426 b usando um coronógrafo que bloqueia a luz de sua estrela hospedeira. Acredita-se que HIP 65426 b seja um planeta gasoso gigante, com cerca de seis vezes o tamanho de Júpiter, que orbita sua estrela a uma distância cerca de 100 vezes maior do que a distância entre a Terra e o Sol. Embora não seja habitável, a capacidade de fotografar exoplanetas distantes é uma conquista significativa, demonstrando a sensibilidade do Webb e superando as capacidades de instrumentos anteriores.
Detalhes espetaculares dos “Penhascos Cósmicos” surgem
Outra conquista notável do Webb é sua capacidade de analisar as atmosferas de planetas localizados a centenas de anos-luz de distância. Um exemplo é o planeta gigante gasoso WASP-39 b, que possui uma massa semelhante à de Saturno, mas orbita sua estrela em uma órbita muito mais próxima do que a órbita de Mercúrio ao redor do Sol. Usando instrumentos a bordo do Webb, os astrônomos conseguiram registrar o espectro da atmosfera desse planeta, o que fornece pistas sobre quais produtos químicos estão presentes lá. Eles descobriram uma variedade de gases atômicos e moleculares, incluindo vapor d’água, dióxido de enxofre, monóxido de carbono, sódio e potássio.
O Webb também capturou imagens impressionantes da Nebulosa de Carina, conhecida como “Penhascos Cósmicos”. Essas nuvens de gás e poeira se assemelham a uma cordilheira, mas na verdade são nuvens de poeira sendo erodidas pela luz ultravioleta de estrelas recém-formadas. A capacidade do Webb de penetrar nuvens de poeira revelou novos detalhes e transformou nossa compreensão dessa região nebular.
Além disso, o Webb capturou imagens das galáxias interagindo no grupo conhecido como Quinteto de Stephan. Quatro das cinco galáxias na imagem estão interagindo gravitacionalmente, enquanto a quinta está em primeiro plano e parece fazer parte do grupo. Agrupamentos como o Quinteto de Stephan oferecem a oportunidade de estudar como as galáxias interagem e se fundem. Os físicos acreditam que as fusões de galáxias eram comuns no universo primordial e que essas fusões foram uma das principais formas como as grandes galáxias observadas hoje se formaram. Essas interações intergalácticas também podem desencadear a formação de estrelas e a formação de buracos negros. A galáxia conhecida como NGC 7319 (a galáxia mais alta na imagem) acredita-se abrigar um buraco negro supermassivo com uma massa cerca de 24 milhões de vezes a do Sol.
Uma das imagens mais incomuns capturadas pelo Webb é a do WR 140, uma estrela do tipo Wolf-Rayet, cercada por anéis concêntricos não totalmente circulares. Embora o efeito possa ser confundido com um artefato da forma como a imagem foi produzida, os astrônomos afirmam que os anéis são reais neste caso. Os pesquisadores acreditam que os anéis são conchas de material ao redor da estrela, que na verdade é um sistema de estrelas duplas. Sempre que as duas estrelas estão mais próximas uma da outra, o que ocorre a cada oito anos, elas emitem uma quantidade aumentada de “vento estelar” ou correntes de partículas carregadas que empurram qualquer gás e poeira nas proximidades. O espaçamento uniforme entre as conchas sugere que elas estão sendo criadas em intervalos regulares. Os astrônomos conseguem contar 17 dessas conchas, que testemunham 130 anos de formação de poeira.
Por fim, a “Imagem Profunda” do Webb, divulgada pelo presidente dos Estados Unidos, Joe Biden, se assemelha à famosa “Imagem Profunda de Hubble” de 1995. A imagem do Webb foi obtida muito mais rapidamente, levando apenas 12 horas em comparação aos dez dias necessários pelo Hubble. A imagem apresenta o aglomerado de galáxias SMACS 0723, localizado a quase 5 bilhões deO Telescópio Espacial James Webb, um observatório espacial de grande porte e altamente avançado, tem transmitido imagens e dados há quase um ano, fornecendo uma quantidade significativa de informações sobre estrelas, sistemas planetários e galáxias distantes. Ao contrário de seu antecessor, o Telescópio Espacial Hubble, o Webb registra luz infravermelha em vez de luz visível, permitindo a penetração de nuvens de gás e poeira que bloqueiam a luz visível. O espelho principal do Webb consiste em 18 pequenos espelhos hexagonais que funcionam como um único espelho com um diâmetro de 6,4 metros, superando o espelho de 2,4 metros do Hubble.
Astrônomos e engenheiros trabalharam no telescópio Webb por duas décadas, e sua conquista tecnológica é verdadeiramente impressionante. O observatório, construído em colaboração entre a NASA, a Agência Espacial Canadense e a Agência Espacial Europeia, foi lançado em 25 de dezembro de 2021, e suas primeiras imagens foram divulgadas em 11 de julho do ano seguinte. Desde então, o Webb continuou a capturar imagens deslumbrantes, superando as capacidades do telescópio Hubble.
Uma atualização notável fornecida pelo Webb é uma versão aprimorada da icônica imagem do Hubble chamada de “Os Pilares da Criação”, que mostra nuvens escuras de gás na Nebulosa da Águia. A imagem aprimorada do Webb revela a presença de estrelas jovens vermelhas, conhecidas como protostars, dentro das nuvens nebulosas. Essas estrelas estavam anteriormente ocultas devido à densa poeira e gás na região. O Webb permite que os astrônomos estudem a formação de estrelas em grande detalhe e fornece uma visão mais próxima das regiões densas de gás e poeira dentro dos “pilares”.
O Webb também conseguiu capturar a imagem de um exoplaneta chamado HIP 65426 b usando um coronógrafo que bloqueia a luz de sua estrela hospedeira. Acredita-se que HIP 65426 b seja um planeta gasoso gigante, com cerca de seis vezes o tamanho de Júpiter, que orbita sua estrela a uma distância cerca de 100 vezes maior do que a distância entre a Terra e o Sol. Embora não seja habitável, a capacidade de fotografar exoplanetas distantes é uma conquista significativa, demonstrando a sensibilidade do Webb e superando as capacidades de instrumentos anteriores.
Outra conquista notável do Webb é sua capacidade de analisar as atmosferas de planetas localizados a centenas de anos-luz de distância. Um exemplo é o planeta gigante gasoso WASP-39 b, que possui uma massa semelhante à de Saturno, mas orbita sua estrela em uma órbita muito mais próxima do que a órbita de Mercúrio ao redor do Sol. Usando instrumentos a bordo do Webb, os astrônomos conseguiram registrar o espectro da atmosfera desse planeta, o que fornece pistas sobre quais produtos químicos estão presentes lá. Eles descobriram uma variedade de gases atômicos e moleculares, incluindo vapor d’água, dióxido de enxofre, monóxido de carbono, sódio e potássio.
O Webb também capturou imagens impressionantes da Nebulosa de Carina, conhecida como “Penhascos Cósmicos”. Essas nuvens de gás e poeira se assemelham a uma cordilheira, mas na verdade são nuvens de poeira sendo erodidas pela luz ultravioleta de estrelas recém-formadas. A capacidade do Webb de penetrar nuvens de poeira revelou novos detalhes e transformou nossa compreensão dessa região nebular.
Galáxias interagem no espaço
Além disso, o Webb capturou imagens das galáxias interagindo no grupo conhecido como Quinteto de Stephan. Quatro das cinco galáxias na imagem estão interagindo gravitacionalmente, enquanto a quinta está em primeiro plano e parece fazer parte do grupo. Agrupamentos como o Quinteto de Stephan oferecem a oportunidade de estudar como as galáxias interagem e se fundem. Os físicos acreditam que as fusões de galáxias eram comuns no universo primordial e que essas fusões foram uma das principais formas como as grandes galáxias observadas hoje se formaram. Essas interações intergalácticas também podem desencadear a formação de estrelas e a formação de buracos negros. A galáxia conhecida como NGC 7319 (a galáxia mais alta na imagem) acredita-se abrigar um buraco negro supermassivo com uma massa cerca de 24 milhões de vezes a do Sol.
Uma das imagens mais incomuns capturadas pelo Webb é a do WR 140, uma estrela do tipo Wolf-Rayet, cercada por anéis concêntricos não totalmente circulares. Embora o efeito possa ser confundido com um artefato da forma como a imagem foi produzida, os astrônomos afirmam que os anéis são reais neste caso. Os pesquisadores acreditam que os anéis são conchas de material ao redor da estrela, que na verdade é um sistema de estrelas duplas. Sempre que as duas estrelas estão mais próximas uma da outra, o que ocorre a cada oito anos, elas emitem uma quantidade aumentada de “vento estelar” ou correntes de partículas carregadas que empurram qualquer gás e poeira nas proximidades. O espaçamento uniforme entre as conchas sugere que elas estão sendo criadas em intervalos regulares. Os astrônomos conseguem contar 17 dessas conchas, que testemunham 130 anos de formação de poeira.
Por fim, a “Imagem Profunda” do Webb, divulgada pelo presidente dos Estados Unidos, Joe Biden, se assemelha à famosa “Imagem Profunda de Hubble” de 1995. A imagem do Webb foi obtida muito mais rapidamente, levando apenas 12 horas em comparação aos dez dias necessários pelo Hubble. A imagem apresenta o aglomerado de galáxias SMACS 0723, localizado a quase 5 bilhões deO Telescópio Espacial James Webb, o maior e mais sofisticado observatório espacial já construído, tem enviado imagens e dados há quase um ano, fornecendo uma riqueza de informações sobre estrelas, sistemas planetários e galáxias distantes. Além disso, tem superado o famoso Telescópio Espacial Hubble em termos de imagens impressionantes.
O Webb e o Hubble são instrumentos bastante diferentes. Enquanto o Hubble é sensível principalmente à luz visível, o Webb registra luz infravermelha, invisível ao olho humano. Essa capacidade permite ao telescópio observar além de nuvens de gás e poeira que bloqueiam a luz visível. Além disso, o Webb possui uma vantagem em tamanho, com um conjunto de 18 pequenos espelhos hexagonais que funcionam como um único espelho com 6,4 metros de diâmetro, em comparação com o espelho de 2,4 metros do Hubble.
Cientistas e engenheiros trabalharam por 20 anos no desenvolvimento desse observatório, uma conquista tecnológica impressionante. O telescópio foi construído pela NASA em colaboração com a Agência Espacial Canadense e a Agência Espacial Europeia, tendo sido lançado em 25 de dezembro de 2021, e suas primeiras imagens foram divulgadas em 11 de julho do ano seguinte.
Uma das imagens mais icônicas, conhecida como “Os Pilares da Criação”, capturada pelo Hubble, foi atualizada pelo Webb. Além de mostrar as nuvens escuras de gás, o Webb revelou estrelas jovens vermelhas que estavam ocultas na imagem original devido à densa poeira e gás. Essas estrelas, chamadas de “protostars”, ainda estão em processo de formação e não são suficientemente massivas e quentes para queimar hidrogênio em seus núcleos. O Webb permite que os astrônomos estudem em detalhes essas regiões de formação estelar, localizadas a cerca de 7.000 anos-luz da Terra.
Outra conquista do Webb é a capacidade de fotografar exoplanetas, como o planeta HIP 65426 b. Esse planeta é um gigante gasoso, cerca de seis vezes maior que Júpiter, e orbita uma estrela a uma distância cerca de 100 vezes maior que a distância entre a Terra e o Sol. Embora não seja habitável, a capacidade de fotografar exoplanetas é um avanço significativo. Os astrônomos ficaram impressionados com a sensibilidade do Webb, que superou as expectativas e permite buscar exoplanetas que antes eram inacessíveis com outros instrumentos.
O Webb também tem a capacidade de analisar a atmosfera de planetas distantes, como o planeta gasoso WASP-39 b. Com aproximadamente a mesma massa de Saturno, esse planeta orbita sua estrela em uma órbita muito mais próxima do que a órbita de Mercúrio ao redor do Sol. Usando instrumentos a bordo do Webb, os astrônomos conseguiram identificar uma variedade de gases atômicos e moleculares em sua atmosfera, incluindo vapor d’água, dióxido de enxofre, monóxido de carbono, sódio e potássio. Essas descobertas fornecem insights sobre a composição química desses planetas distantes.
O Webb também capturou imagens impressionantes de regiões celestes, como os “Penhascos Cósmicos” na Nebulosa de Carina. Essas nuvens de gás e poeira, localizadas a cerca de 7.500 anos-luz da Terra, são erodidas pela intensa radiação ultravioleta de estrelas recém-formadas. A capacidade do Webb de enxergar no infravermelho permitiu revelar detalhes dessa região que seriam bloqueados por nuvens de poeira aos olhos do Hubble e de telescópios terrestres.
Além disso, o Webb capturou a imagem do Quinteto de Stephan, um grupo de galáxias interagindo gravitacionalmente. Essas interações entre galáxias são cruciais para entender como galáxias maiores se formaram no universo primordial. Acredita-se que essas interações tenham sido responsáveis pela formação de estrelas e pela existência de buracos negros supermassivos. A galáxia NGC 7319, na imagem do Webb, abriga um buraco negro supermassivo com uma massa aproximadamente 24 milhões de vezes maior que a do Sol.
Uma imagem incomum capturada pelo Webb é a da estrela WR 140, que possui anéis concêntricos não totalmente circulares ao seu redor. Esses anéis são formados quando a estrela, que é parte de um sistema estelar duplo, emite uma quantidade aumentada de “vento estelar” durante o período em que está mais próxima de sua companheira. Essa emissão de partículas carregadas empurra gás e poeira circundantes, formando os anéis. Os astrônomos conseguiram contar 17 desses anéis, que representam 130 anos de formação de poeira.
Por fim, o Webb produziu a “Imagem Profunda”, que se assemelha à famosa “Imagem Profunda de Hubble” de 1995. Essa imagem foi obtida muito mais rapidamente do que a do Hubble, levando apenas 12 horas. Ela mostra o aglomerado de galáxias SMACS 0723, localizado a quase 5 bilhões de anos-luz da Terra. A massa combinada desse aglomerado atua como uma “lente gravitacional”, ampliando a visão de galáxias mais distantes em segundo plano. A imagem revela uma série de arcos de luz curvados, resultado desse efeito de lente gravitacional. A “Imagem Profunda” do Webb é um sinal promissor do que está por vir desse observatório. [Smithsonian]
