As primeiras imagens impressionantes do Telescópio Espacial James Webb foram reveladas esta semana, mas sua jornada de descoberta cósmica está apenas começando.
Aqui está uma olhada em dois projetos iniciais que aproveitarão os poderosos instrumentos do observatório em órbita.
As primeiras estrelas e galáxias
Uma das grandes promessas do telescópio é sua capacidade de estudar a fase inicial da história cósmica, logo após o Big Bang, há 13,8 bilhões de anos.
Quanto mais distantes os objetos estão de nós, mais tempo leva para que sua luz nos alcance e, portanto, olhar para o universo distante é olhar para o passado profundo.
“Vamos olhar para trás naquele tempo para ver as primeiras galáxias que se formaram na história do universo”, explicou o astrônomo do Instituto de Ciência do Telescópio Espacial Dan Coe, especializado no universo primitivo.
Os astrônomos até agora voltaram 97% do caminho de volta para o Big Bang, mas “só vemos essas pequenas manchas vermelhas quando olhamos para essas galáxias que estão tão distantes”.
“Com o James Webb, finalmente poderemos ver o interior dessas galáxias e ver do que elas são feitas.”
Enquanto as galáxias de hoje têm a forma de espirais ou elípticas, os primeiros blocos de construção eram “aglomerados e irregulares”, e o James Webb deve revelar estrelas mais velhas, mais parecidas com o nosso Sol, que eram invisíveis ao Telescópio Espacial Hubble.
Coe tem dois projetos do James Webb chegando – observando uma das galáxias mais distantes conhecidas, MACS0647-JD, que ele encontrou em 2013, e Earendel, a estrela mais distante já detectada, que foi encontrada em março deste ano.
Embora o público tenha sido atraído pelas imagens impressionantes do James Webb, que são tiradas em infravermelho porque a luz do cosmo distante se estendeu para esses comprimentos de onda à medida que o universo se expandiu, os cientistas estão igualmente interessados em espectroscopia.
A análise do espectro de luz de um objeto revela suas propriedades, incluindo temperatura, massa e composição química – efetivamente, ciência forense para astronomia.
A ciência ainda não sabe como serão as primeiras estrelas, que provavelmente começaram a se formar 100 milhões de anos após o Big Bang.
“Podemos ver coisas muito diferentes”, disse Coe – as chamadas estrelas da “População III” que, teoricamente, eram muito mais massivas que o nosso próprio Sol, e “imaculadas”, o que significa que eram compostas apenas de hidrogênio e hélio.
Estes acabaram explodindo em supernovas, contribuindo para o enriquecimento químico cósmico que criou as estrelas e planetas que vemos hoje.
Alguns duvidam que essas estrelas primitivas da População III sejam encontradas – mas isso não impedirá a comunidade astronômica de tentar.
Alguém aí?
Os astrônomos ganharam tempo no James Webb com base em um processo seletivo competitivo, aberto a todos, independentemente de quão avançados estejam em suas carreiras.
Olivia Lim, estudante de doutorado na Universidade de Montreal, tem apenas 25 anos. “Eu nem nasci quando as pessoas começaram a falar sobre este telescópio”, disse ela à AFP.
Seu objetivo: observar os planetas rochosos do tamanho da Terra girando em torno de uma estrela chamada Trappist-1. Eles estão tão próximos um do outro que da superfície de um, você pode ver os outros aparecendo claramente no céu.
“O sistema Trappist-1 é único”, explica Lim. “Quase todas as condições são favoráveis para a busca de vida fora do nosso sistema solar.”
Além disso, três dos sete planetas de Trappist-1 estão na “zona habitável” de Cachinhos Dourados, nem muito perto nem muito longe de sua estrela, permitindo as temperaturas certas para a existência de água líquida em sua superfície.
O sistema está “apenas” a 39 anos-luz de distância – e podemos ver os planetas transitando na frente de sua estrela.
Isso permite observar a queda de luminosidade que o cruzamento da estrela produz e usar a espectroscopia para inferir propriedades planetárias.
Ainda não se sabe se esses planetas têm atmosfera, mas é isso que Lim está procurando descobrir. Se assim for, a luz que passa por essas atmosferas será “filtrada” pelas moléculas que contém, deixando assinaturas para o James Webb.
O jackpot para ela seria detectar a presença de vapor d’água, dióxido de carbono e ozônio.
Trappist-1 é um alvo tão importante que várias outras equipes científicas também tiveram tempo para observá-los.
Encontrar vestígios de vida lá, se existirem, ainda levará tempo, segundo Lim. Mas “tudo o que estamos fazendo este ano são passos realmente importantes para chegar a esse objetivo final”.
Publicado em 17/07/2022 19h53
Artigo original: