No último dia 12 de julho, foram apresentadas novas imagens do Universo, obtidas através do Telescópio Espacial James Webb, fruto do esforço conjunto entre as Agências Americana (NASA), Canadense e Europeia.

Mas você sabe como ele funciona? E por que as suas imagens são tão mais nítidas que a de seu predecessor, o Hubble?

Nós do Engenharia 360 apresentamos neste artigo alguns fatos em torno dessa grande realização da humanidade. Confira!

O funcionamento do Telescópio James Webb

Atribui-se ao astrônomo Galileu a construção do primeiro telescópio ótico e sabe-se que certos instrumentos, como binóculos e lunetas, existem desde a China Antiga. Nesses instrumentos, o princípio de funcionamento se baseia na composição de lentes. Certamente, se você já concluiu o Ensino Médio, aprendeu em física a Lei de Gauss para lentes e espelhos - evidentemente ele formulou essa lei e forneceu as bases teóricas para a construção de melhores telescópios.

Em suma, um telescópio ótico, capta a luz refletida do objeto e gera uma imagem. Sua maior limitação? Refletir apenas o espectro da luz visível. Mas sabemos haver muito mais abaixo do vermelho (infravermelho) e acima violeta (ultravioleta) para ser visto.

Todo corpo que possui uma temperatura acima do 0 K (zero kelvin) emite radiação de calor; é a radiação térmica. Sabe aquelas lentes que “enxergam” no escuro? O que elas captam, não é a radiação da luz visível, mas a radiação térmica emitida pelos corpos. O James Webb (assim como o Hubble) opera na faixa do infravermelho, o que permite enxergar muito longe, tão longe quanto os primeiros eventos do universo.

A título de curiosidade: o nome do Hubble foi uma homenagem a Edwin Hubble, astrônomo que observou o Efeito Doppler na luz/radiação emitida pelas galáxias observadas, o que permitiu concluir que elas estão se afastando. Já o nome James Webb foi uma homenagem ao diretor da NASA na época do programa Apollo, James Edwin Webb.

Os 18 hexágonos espelhados do James Webb

Cada um dos hexágonos do James Webb funciona realmente como um espelho, projetando a informação captada em um sensor. Dessa forma, obtém-se 18 imagens superpostas nesse sensor. Além disso, esses hexágonos possuem ajuste fino o bastante para se obter informações a partir de diversas distâncias focais.

Esse conjunto de hexágonos formam um grande espelho de ouro, com diâmetro de cerca de 2,5 vezes o diâmetro do espelho do Hubble. E por que o espelho de ouro? Como é sabido, o ouro é um material puríssimo e com muito poucas irregularidades, inclusive ao nível atômico (placas com superfície revestidas a ouro também são utilizadas em microscópios eletrônicos). Resumindo: o ouro permite criar um espelho com muito pouca irregularidade em sua superfície.

Como o princípio do funcionamento é a leitura do espectro infravermelho, é preciso eliminar a interferência de outros corpos próximos que emitem radiação nesse espectro.

Por essa razão, no espaço, a qualidade das imagens é melhor que as obtidas aqui na Terra. Nossa atmosfera absorve boa parte dessa radiação infravermelha vinda do espaço. Mas não é suficiente estar no espaço, porque o próprio telescópio estaria sujeito à radiação do sol, transmitindo calor inclusive para o telescópio. E se emite calor, emite radiação infravermelha.

Então, se faz necessário proteger o telescópio dessa radiação, através de um escudo protetor, lançado dobrado e foi desdobrado no espaço, via controle aqui da Terra.

A saber, a temperatura de operação do JW é de 50 K (-233°C) e a função desse escudo é garantir essa temperatura operacional.

O que esperar ainda do James Webb?

Segundo Science Themes - Webb/NASA, seus objetivos principais são:

• Pesquisar a luz das primeiras estrelas e galáxias que se formaram no Universo após o Big Bang.
• Estudar a formação e evolução das galáxias.
• Entender a formação de estrelas e sistemas planetários.
• Estudar os sistemas planetários e as origens da vida.

Como olhar para o céu, é olhar para o passado, se há melhoria no seu instrumento e na sua capacidade de observação, então é possível observar estrelas e galáxias mais distantes e, portanto, mais jovens.

As primeiras imagens já foram divulgadas e mostram do que o Telescópio James Webb é capaz!

Muitos avanços no entendimento da mecânica de formação das estrelas, galáxias e sistemas planetários foram possíveis graças aos telescópios predecessores (como Hubble e Sptizer). Com esse novo telescópio, mais avanços serão possíveis e a comunidade astronômica vive um momento de euforia frente às possibilidades e às descobertas vindouras.

Certamente é uma área que irá demandar muito trabalho e estudo. E por essa razão, a Astronomia e Astrofísica viverão uma era de ouro nos próximos anos.

Alguém aí quer ser um astrônomo ou astrofísico? Essa é a hora!

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Cristiano Oliveira da Silva

Engenheiro Civil; formado pela Escola Politécnica da Universidade de São Paulo; com conhecimentos em 'BIM Manager at OEC'; promove palestras com foco em Capacitação e Disseminação de BIM / Soft Skills.