Como o Natal se aproximou no ano passado, os astrônomos e os fãs do espaço em todo o mundo se reuniram para assistir ao lançamento muito antecipado do Telescópio Espacial James Webb. Embora uma peça maravilhosa de engenharia, o telescópio não estava sem suas controvérsias — de ser muito mais orçamentário e atrasado para ser nomeado após um ex-administrador da NASA que foi acusado de homofobia.
Apesar dos debates sobre o nome e a história do telescópio, uma coisa tornou-se abundantemente clara este ano — a capacidade científica do JWST é notável. Começando suas operações de ciência em julho de 2022, já permitiu que os astrônomos obtivessem novas visões e descobrissem mistérios sobre uma enorme variedade de temas espaciais.
O objetivo mais premente de JWST é um dos projetos mais ambiciosos na história recente da astronomia: olhar para trás algumas das primeiras galáxias, que se formaram quando o universo era novo.
Como a luz leva tempo para viajar de sua fonte para nós aqui na Terra, olhando para galáxias extremamente distantes, os astrônomos podem, de fato, olhar para trás no tempo para ver as galáxias mais antigas formando mais de 13 bilhões de anos atrás.
Embora houvesse algum debate entre os astrônomos sobre a precisão de algumas das primeiras deteções de galáxias precoces — o instrumento da JWST não tivesse sido totalmente calibrado, então havia algum quarto de wiggle sobre exatamente a idade das galáxias mais distantes — os achados recentes apoiaram a ideia de que a JWST viu galáxias dos primeiros 350 milhões de anos após o Big Bang.
Isso faz destas as primeiras galáxias já observadas, e eles tiveram algumas surpresas na loja, como ser muito mais brilhante do que o esperado. Isso significa que há mais para nós aprender sobre como as galáxias se formam no universo inicial.
Estas galáxias iniciais são identificadas usando pesquisas e imagens de campo profundas, que usam Webb para olhar para grandes manchas do céu que podem olhar vazio à primeira vista. Estas áreas não têm objetos brilhantes como planetas do sistema solar e estão localizados longe do centro da nossa galáxia, permitindo que os astrônomos para olhar para as profundidades do espaço para detectar esses objetos extremamente distantes.
JWST foi capaz de detectar dióxido de carbono na atmosfera de um exoplaneta pela primeira vez e recentemente descobriu uma série de outros compostos na atmosfera do planeta WASP-39b também, incluindo vapor de água e dióxido de enxofre. Isso não só significa que os cientistas podem ver a composição da atmosfera do planeta, mas também podem ver como a atmosfera está interagindo com a luz da estrela hospedeira do planeta, como o dióxido de enxofre é criado por reações químicas com luz.
Aprender sobre atmosferas exoplanetas é crucial se quisermos encontrar planetas semelhantes à Terra e procurar a vida. Ferramentas de geração anterior podem identificar exoplanetas e determinar informações básicas como sua massa ou diâmetro e quão longe eles orbitam de sua estrela. Mas para entender como seria estar em um desses planetas, precisamos saber sobre suas atmosferas. Com dados da JWST, os astrônomos poderão procurar planetas habitáveis muito além do nosso sistema solar.
Não são apenas planetas distantes que têm recebido a atenção do JWST. Mais perto de casa, JWST tem sido usado para estudar planetas em nosso sistema solar, incluindo Neptuno e Júpiter, e em breve será usado para estudar Urano também. Ao olhar na faixa de infravermelhos, JWST foi capaz de escolher características como auroras de Júpiter e uma visão clara de seu Grande Ponto Vermelho. E a alta precisão do telescópio significava que podia ver pequenos objetos mesmo contra o brilho dos planetas, como mostrar anéis raramente vistos de Júpiter. Também levou a imagem mais clara dos anéis de Neptuno em mais de 30 anos.
Outra grande investigação realizada pela JWST este ano foi de Marte. Marte é o planeta mais estudado fora da Terra, tendo jogado host a inúmeros rovers, orbiters e landers ao longo dos anos. Isso significa que os astrônomos têm uma compreensão bastante boa de sua composição atmosférica e estão começando a aprender sobre seu sistema climático. Marte também é particularmente difícil para um telescópio sensível à base de espaço como JWST para estudar porque é tão brilhante e tão perto. Mas esses fatores fizeram o teste perfeito para ver do que o novo telescópio era capaz.
JWST usou suas câmeras e seus espectros para estudar Marte, mostrando a composição de sua atmosfera, que correspondeu quase perfeitamente ao modelo esperado dos dados atuais, mostrando como os instrumentos da JWST são precisos para esse tipo de investigação.
Outro objetivo do JWST é aprender sobre o ciclo de vida das estrelas, que os astrônomos atualmente entendem em cursos amplos. Eles sabem nuvens de poeira e gás formam nós que reúnem mais material para eles e colapso para formar protostars, por exemplo, mas exatamente como isso acontece precisa de mais pesquisa. Eles também estão aprendendo sobre as regiões onde as estrelas se formam e por que as estrelas tendem a se formar em grupos.
JWST é particularmente útil para estudar este tópico como seus instrumentos infravermelhos permitem que ele olhar através de nuvens de poeira para ver dentro de regiões onde as estrelas estão formando. Imagens recentes estão mostrando o desenvolvimento de protostars e as nuvens que eles jogam fora e estão olhando para regiões de formação intensa estrela, como os famosos Pilares da Criação na Nebulosa Águia. Pela imagem dessas estruturas em diferentes comprimentos de onda, os instrumentos JWST podem ver diferentes características da formação de pó e estrela.
Falando dos Pilares da Criação, uma das maiores legados do JWST na mente do público é as imagens deslumbrantes do espaço que capturou. Desde a excitação internacional na revelação das primeiras imagens do telescópio em julho até novas visões de vistas icônicas como os Pilares, imagens de Webb foram em todo lugar este ano.
Assim como a linda Nebulosa Carina e o primeiro campo profundo, outras imagens que valem a pena tirar um minuto para se perguntar sobre incluem as formas esculpidas por estrelas da Nebulosa de Tarântula, os “anéis de árvore” empoeirados da estrela binária Wolf-Rayet 140, e o outro brilho mundial de Júpiter no infravermelho.
E as imagens continuam chegando: na semana passada, uma nova imagem foi lançada mostrando o coração brilhantemente brilhante da galáxia NGC 7469.
Aqui está para um ano de descobertas incríveis, e muitos mais para vir.
