A NASA lançou o Telescópio Espacial James Webb a partir do espaçoporto europeu na Guiana Francesa em um foguete Arianespace Ariane 5 após 14 anos de desenvolvimento e muitos atrasos.
James Webb, que deve demorar cerca de um mês para chegar ao seu destino, irá orbitar o Sol, próximo ao segundo ponto de Lagrange do sistema Terra-Sol.
Os pesquisadores poderão espreitar os buracos negros, observar algumas das galáxias mais antigas do universo e avaliar a habitabilidade de vários exoplanetas.
Para fazer isso, ele terá uma abordagem diferente do Hubble anterior. Enquanto o Hubble olhou para o universo nos espectros visível e ultravioleta, o James Webb verá no infravermelho, assim como o Spitzer costumava fazer, mas com muito maior resolução e clareza.
Usar esse infravermelho é fundamental para a missão de Webb, pois esse comprimento de onda pode espiar através de nuvens de gases interestelares e poeira para ver objetos obscurecidos além.
O conjunto de câmeras do Webb é composto de quatro componentes individuais: o instrumento infravermelho médio (MIRI), câmera infravermelha (NIRCam), espectrógrafo infravermelho próximo (NIRSpec) e o gerador de imagens infravermelho próximo e espectrógrafo sem fenda / sensor de orientação fina (NIRISS / FGS).
Na verdade, esses instrumentos são tão sensíveis que podem detectar sua própria radiação de calor durante a operação. Para minimizar essas emissões de infravermelho, três dos sensores são resfriados a 388 graus Fahrenheit negativos (-233 graus C).
O MIRI especialmente sensível é resfriado ainda mais a -448 graus F (-266 graus C) – isso é apenas 7 graus Kelvin acima do zero absoluto.
Conseguir o MIRI tão frio não é tarefa fácil. Depois que o JWST entrar em órbita, o telescópio passará semanas resfriando lentamente o sensor até sua temperatura operacional ideal, usando um sistema de refrigeração à base de hélio.
“É relativamente fácil resfriar algo até essa temperatura na Terra, normalmente para aplicações científicas ou industriais”, disse o especialista em resfriamento criogênico da JPL, Konstantin Penanen, em uma recente postagem no blog da NASA.
“Mas esses sistemas baseados na Terra são muito volumosos e ineficientes em termos de energia. Para um observatório espacial, precisamos de um refrigerador que seja fisicamente compacto, com alta eficiência energética e que seja altamente confiável, porque não podemos sair e consertá-lo. Esses são os desafios que enfrentamos e, a esse respeito, eu diria que o resfriador criogênico MIRI está certamente na vanguarda.”
O esforço extra que o MIRI requer vai valer a pena, já que os telescópios infravermelhos baseados em terra – especialmente aqueles que operam no espectro infravermelho médio como o MIRI, são amplamente prejudicados pelas emissões de calor dos próprios dispositivos e da atmosfera circundante.
“Com os outros três instrumentos, Webb observa comprimentos de onda de até 5 mícrons. Adicionar comprimentos de onda a 28,5 mícrons com MIRI realmente aumenta seu alcance científico ”, disse George Rieke, professor de astronomia da Universidade do Arizona, no início deste mês em um blog da NASA.
“Isso inclui tudo, desde o estudo de protoestrelas e seus discos protoplanetários circundantes, o equilíbrio de energia de exoplanetas, perda de massa de estrelas evoluídas, toros circunucleares em torno dos buracos negros centrais em núcleos galácticos ativos e muito mais.”
A fim de coletar luz suficiente para ver as estrelas mais fracas e distantes possíveis – algumas a até 13 bilhões de anos-luz de distância – o James Webb conta com seu massivo conjunto de espelhos primários de 6,5m.
Ao contrário do Hubble, que utilizava um único espelho de 2,4 m de largura, o espelho do Webb é dividido em 18 segmentos individuais, cada um pesando apenas 46 libras graças à sua construção em berílio. Eles são revestidos de ouro para aumentar seu reflexo da luz infravermelha e têm formato hexagonal para que, quando totalmente montados em órbita, eles se encaixem perfeitamente para atuar como um único plano reflexivo simétrico e sem intervalos.
Seu pequeno tamanho também permite que eles sejam facilmente divididos e dobrados para caber nos confins do foguete Ariane 5 que eles montarão em órbita.
Após mais de 20 anos de desenvolvimento e atrasos, custando US$ 10 bilhões e envolvendo os esforços de mais de 10.000 pessoas, o Telescópio Webb está finalmente pronto para funcionar.
