Imagens da ciência: o telescópio James-Webb nos leva 13 bilhões de anos no passado

Ontem à noite, o presidente Biden apresentou a primeira imagem obtida pelo Telescópio James-Webb ou JWST (sua sigla em inglês). Desde o seu lançamento em 25 de dezembro de 2021, e mesmo antes, a comunidade de astrônomos e astrofísicos tem estado muito impaciente. E há razão, porque este telescópio promete grandes avanços na astronomia, particularmente no estudo das origens do universo ou exoplanetas.

Tire fotos das origens do universo

Na foto tirada pelo JWST, vemos muito mais como mostrado na comparação abaixo. Os pontos brilhantes com cruzes são estrelas em nossa galáxia. Esses “picos de luz” se devem à configuração do espelho do telescópio, segmentado em pequenos hexágonos. Todo o resto são galáxias. Por outro lado, a maior diferença está no tempo que leva para tomá-lo. Levou várias semanas para o Hubble produzir essa imagem, mas apenas doze horas e meia para o Webb. Isso se deve ao grande tamanho de seu espelho, coletando mais luz mais rapidamente.

Algumas das galáxias visíveis nesta imagem estão a 13 bilhões de anos-luz de distância. Isso significa que a luz levou 13 bilhões de anos para viajar até nós desde que foi emitida da galáxia, o que significa que vemos o universo como era logo após o Big Bang. Se isso poderia ter sido possível com o Hubble, o telescópio James-Webb tem uma resolução muito melhor, permitindo detectar as formas das galáxias de maneira muito mais detalhada.

Estas galáxias são de várias morfologias e cores. As cores nos informam sobre suas distâncias, sendo as mais distantes aquelas com maior comprimento de onda, portanto as mais vermelhas. São também formas mais simples, menos estruturadas, por serem “mais jovens”. As galáxias assumem formas cada vez mais complexas à medida que interagem com outras galáxias.

Ainda há um campo enorme para fotografar com o Webb, porque a parte do universo que vemos nesta imagem é minúscula: poderíamos escondê-la segurando um grão de areia à distância de um braço.

Infravermelho para entender a formação das galáxias

Uma das grandes diferenças entre o Hubble e o Webb é seu alcance espectral: o Hubble vê principalmente no visível enquanto o Webb é um telescópio infravermelho. Estrelas próximas ao Big Bang, embora mortas há muito tempo, emitiam radiação ultravioleta. Sua distância, devido à expansão do universo, muda seus comprimentos de onda para o infravermelho.

O Webb também permitirá observar a poeira estelar. Essa substância existe em duas formas: carbonácea, semelhante à fuligem, e na forma de silicato, semelhante à areia. Ele se forma em torno de estrelas no final de sua vida, depois passa pelo meio interestelar, terminando formando novas estrelas. E, eventualmente, novas galáxias.

Essa poeira tem a propriedade crucial de ser visível no infravermelho e opaca no visível, tornando impossível para o Hubble analisá-la. A observação de poeira do Webb deve levar a uma melhor compreensão dos mecanismos de formação de estrelas e galáxias. Isso será feito em particular observando a Nebulosa Carina, a Nebulosa do Anel Austral e o Quinteto de Stephan.

Finalmente, as imagens do telescópio Webb, de acesso livre para cientistas e público em geral, permitirão examinar exoplanetas e sua atmosfera. De fato, várias moléculas são observáveis ​​no infravermelho – a molécula de água, por exemplo.

Este artigo faz parte da série "As grandes histórias da ciência em acesso aberto", publicada com o apoio do Ministério do Ensino Superior, Pesquisa e Inovação. Para mais informações, visite a página Openthescience.fr.

Benoit Tonson, Chefe da seção Ciência + Tecnologia, A Conversação; Elsa Couderc, Chefe da seção Ciência + Tecnologia, A Conversação et Malik Habchi, Editor de Ciências, A Conversação

Este artigo foi republicado a partir de A Conversação sob licença Creative Commons. Leia oartigo original.