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Coluna do Astrônomo Conteúdo científico

James Webb, vendo mais longe e melhor

Naelton Mendes de Araujo

Demorou mas chegou…

Esq.: JW dobrado na coifa do foguete. Acima: Logo da missão. Ao fundo: lançamento do JW. DIr: Espelho do JW durante a montagem.

O mais esperado telescópio espacial, o James Webb (JW), é considerado o sucessor do Hubble Space Telescope (HST). Seu projeto começou em 1996 mas seu lançamento só ocorreu em dezembro de 2021. O lançamento correu bem, mas a equipe só relaxou após um período de mais de 15 dias, depois de complicadas manobras. Estas manobras levaram o veículo espacial até quase um milhão e meio de distância da Terra. O veículo foi todo dobrado dentro da coifa do foguete como se fosse um origami que se abriu no espaço. Este processo incluiu o desdobramento de painéis solares, para-sois e o próprio espelho do telescópio composto de várias células hexagonais.

Esq.: Aspecto do JW depois de desdobrado. Dir.: Comparação dos espelhos do HST com o JW.

Que comecem os trabalhos…

Na última terça feita (12 de julho de 2022) em uma conferência de imprensa global foram anunciadas as primeiras imagens que se mostraram mais nítidas do que qualquer outra já feita. Uma comparação do JW e o HST é um tanto forçada. O JW “enxerga” no infravermelho e HST cobre uma faixa mais ampla do espectro eletromagnético centrada no visível. Além disso o espelho do JW é quase o triplo do espelho do HST. Quanto maior espelho mais luz é captada e mais nitida é a imagem.

Infravermelho?

O infravermelho nos permite ver melhor através da poeira e o gás que envolve vários astros. Outra vantagem: devido ao desvio para o vermelho (efeito Doppler) objetos mais distantes tem sua cor deslocada para o infravermelho. Assim o JW pode ver mais longe e com melhor definição vários objetos de interesse: galáxias distantes, o centro da nossa galáxia e estrelas imersas em nebulosas.

Primeiras imagens

Os objetos escolhidos para inaugurar os trabalhos do JW representam o que há de mais interessante na astrofísica moderna. As imagens obtidas são coloridas artificialmente. As cores são obrigatóriamente falsas pois nossos olhos não enxergam no infravermelho. Assim foi preciso fazer uma adaptação da imagem ao que seria compreensível em uma foto no visível.

james webb
Esq.: SMACS 0723. Dir.: Quinteto de Stephan.

Grupo de galáxia SMACS 0723 – Esta foi a primeira imagem obtida pelo JW onde se pode ver diversas galáxias e imagens distorcidas por lentes gravitacionais. A resolução da imagem é surpreendente para objetos muito distantes: mais de 5 bilhões de anos-luz.

Quinteto de Stephan – Um grupo compacto de quatro galaxias, distantes de nós mais de 200 milhões de anos-luz. Uma quinta galaxia aparece no campo, esta está mais perto de nós (39 milhões de anos-luz) e sua proximidade ao quarteto é só aparente: uma coincidência de alinhamento. As fotos anteriores deste grupo foram realizada por outro telescópio infravermelho o Spitzer fora de ação desde janeiro de 2020.

james webb
Nebulosa Carina

Nebulosa Carina – É uma das maiores nebulosas da Via Láctea. Esta complexa e extensa nebulosa abriga diversos aglomerados de estrelas e umas das estrelas mais luminosas da nossa galáxia: Eta Carinae. Se encontra a mais de 6000 anos-luz de distância.

Esq.: Nebulosa do Anel Sul vista pelo JW. Dir.: mesmo objeto visto pelo Spitzer.

Nebulosa Anel do Sul – A aproximadamente 2000 anos-luz da Terra este tipo de nuvem de gás envolve estrelas mais antigas e chamamos de nebulosa planetária. Provavelmente o final da vida do nosso Sol será criar uma nebulosa deste tipo daqui a 5 bilhões de anos.

Nem só imagens …

james webb
Espectro da atmosfera de WASP-96 b

Espectro do Exoplaneta WASP-96 b – A maior parte dos dados realmente relevantes do ponto de vista científico nem sempre são imagens. Aqui vemos um espectro de um planeta gigante (pouco menor que metade do tamanho de Jupiter) a 1120 anos-luz da Terra. O espectro indica a presença de água na atmosfera do planeta. Apesar disso a atmosfera deste exoplaneta não se parece nada com a nossa. WASP-96 b se encontra muito perto da estrela principal e por isso é extremamente quente.

Vamos aguardar os dados que virão e que certamente vão redefinir nossa visão do cosmos.

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Coluna do Astrônomo

Vida Fora da Terra II – A missão

 

Dando continuidade ao assunto sobre a busca de vida extraterrestre pelo telescópio espacial James Webb, que será lançado em 2018, através de detecção de gases, encontrei, graças ao Salvador Nogueira (do blog Mensageiro Sideral da Folha de São Paulo), um artigo muito interessante de pesquisadores do Cambridge College e do Harvard-Smithsonian Center of Astrophysics sobre a possibilidade de utilização de elementos poluidores na atmosfera de planetas habitados.

O artigo chama-se: Detecting Industrial Pollution in the Atmosphere of Earth-Like Exoplanets, que em uma tradução livre fica: Detecção de poluição industrial na atmosfera de exoplanetas do tipo terrestre. Os autores iniciam o artigo falando sobre o projeto SETI de busca de vida extraterrestre através de sinais emitidos por civilizações alienígenas e a complementação com o telescópio espacial na busca de elementos químicos denominados biomarcadores, como o oxigênio molecular, que poderia indicar processos biológicos no planeta.

A inovação deste artigo está no fato que ele sugere a possibilidade de estudar a concentração da poluição atmosférica como potencial biomarcador. Além disto, os autores propõem essa pesquisa ao redor de estrelas anãs brancas. Este tipo estelar é consequência da evolução de estrelas que nasceram com pouca massa (com até 10 massas solares), e possuem um diâmetro próximo ao do nosso planeta e uma temperatura de aproximadamente 30.000 graus. Esta temperatura diminui gradualmente com o passar do tempo, podendo chegar, após alguns bilhões de anos, à temperatura superficial semelhante ao do Sol, cerca de 6.000K.

De acordo com os autores, a possibilidade de encontrar planetas habitados transitando na frente da anã branca com temperatura típica do Sol é muito grande, pois a zona de habitabilidade da estrela encontra-se apenas a 0,01 unidade astronômica (UA = distância média da Terra ao Sol, cerca de 150 milhões de quilômetros). Com esta temperatura, pode-se supor que a anã branca tenha um espectro semelhante ao Sol, possibilitando a formação de uma atmosfera como a do nosso planeta. Devido à proximidade entre a estrela e o planeta, o estudo da atmosfera é muito facilitado pela grande possibilidade de observação de um trânsito e, com isto, o contraste com a atmosfera do planeta.

Por mais incrível que possa parecer, referências encontradas no artigo mostram a possibilidade de formação e migração de exoplanetas ao redor de estrelas evoluídas, como anãs brancas e gigantes vermelhas.

Voltando aos agentes poluidores biomarcadores, os autores sugerem, após uma análise de vários poluentes, que se use o CFC-14 e o CFC-11 como os alvos a serem buscados. Eles são os melhores elementos porque, além de terem um tempo de vida que varia de 10 a 10.000 anos, suas emissões estão na faixa observável do telescópio espacial. Devido à dificuldade de produção espontânea por outros processos químicos, a presença destes gases serve como um grande indicativo de poluição provocada por algum tipo de população industrializada.

A possibilidade de existência de vida industrializada foi discutida, em uma conversa informal, entre alguns astrônomos da Fundação Planetário faz algum tempo. Lembro-me que na época não tínhamos aventado a possibilidade de observar estrelas anãs brancas, mas discutimos algumas dificuldades como:

1. A suposição de que estaríamos procurando formas de vida semelhante a nossa, restringindo muito qualquer outra hipótese;

2. O grau de industrialização deveria ser parecido e com a produção de materiais similares;

3. A não preocupação com o meio ambiente ou a possibilidade de um aquecimento global e destruição de elementos atmosféricos;

4. E, principalmente, um aspecto que não vou entrar em discussão que é a pergunta: O que é vida? Qual a sua definição?

 

Esperamos que este novo método proposto para a busca de vida extraterrestre possa ajudar a responder à questão de sua existência ou não. Alguns questionamentos e críticas ao trabalho ainda aparecerão, mas a ciência é feita de erros e acertos, sendo de competência dos cientistas a identificação de ambos e a evolução gradual do conhecimento.