Assim que começar a funcionar de forma científica, o Telescópio Espacial James Webb irá espiar uma amostra dos quase 5000 exoplanetas já descobertos até o momento com o objetivo de ajudar os astrônomos a identificar quais deles podem ser planetas rochosos e quais podem ter uma atmosfera capaz de sustentar a vida.
Quando os cientistas começaram a desenvolver o James Webb ainda na década de 1990, os astrônomos tinham detectados poucos exoplanetas, lembrando que o primeiro exoplaneta foi descoberto em 1992 ao redor de um pulsar, e o primeiro exoplaneta ao redor de uma estrela mais normal só foi ser descoberto em 1995, ou seja, é uma área da astronomia extremamente nova. Mas é muito promissora, até agora, os astrônomos já detectaram mais de 4800 exoplanetas, boa parte deles descobertos pelo telescópio espacial Kepler.
A história toda atribulada do James Webb, lembrando que a missão foi concebida em 1996, com o lançamento previsto para 2007, mas já em 2003 o lançamento foi adiado para 2011, então, para 2014, 2018, 2019, 2020 e 2021.
Todas essas décadas de atraso resultou num avanço e numa mudança completa da astronomia desde os anos 1990. A construção de telescópios terrestres mais poderosos, e 31 anos de observações feitas do espaço com o Hubble, fizeram com que o James Webb tivesse que se adaptar a uma nova realidade.
A descoberta de exoplanetas, por exemplo, ficou a cargo de outro telescópio espacial da NASA, o Kepler, que é o responsável por cerca de metade dos mundos confirmados e que foi lançado em 2009.
Se o James Webb tivesse sido lançado em 2007 como era originalmente planejado, nós tínhamos até então poucos exoplanetas descobertos, até mesmo se tivesse sido lançado em 2011, não seriam tantos os exoplanetas assim, mas agora, nós temos mais de 4000 já descobertos.
O James Webb será o maior telescópio espacial da história, com um espelho primário com 6.5 metros de diâmetro. Um escudo de calor composto de 5 camadas de kapton e que possui o tamanho de uma quadra de tênis, cada folha, irá permitir que o James Webb e seus 4 instrumentos sejam resfriados até uma temperatura de cerca de 40 Kelvin, ou seja, apenas 40 graus acima do zero absoluto.
Enquanto o Hubble é um telescópio sensível ao ultravioleta, à luz visível e ao infravermelho próximo, o James Webb irá focar suas observações na parte infravermelha do universo, pegando um pouco do vermelho na luz visível e indo até parte do infravermelho médio.
A pesquisa de exoplanetas é um dos pilares fundamentais da missão do James Webb, juntamente com a pesquisa das primeiras estrelas e galáxias do universo e também da pesquisa de regiões de formação de estrelas no universo próximo e dentro da própria Via Láctea.
O que é incrível sobre o James Webb, é que mesmo ele não ter sido inicialmente pensado e desenhado para esse tipo de aplicação científica, ele é um observatório versátil capaz de realizá-la. Ele tem tantos modos de observação, filtros, imageamento, espectroscopia que pode ser considerada a máquina perfeita para o próximo passo no estudo de planetas ao redor de outras estrelas e principalmente no que diz respeito ao estudo da atmosfera dos exoplanetas.
O James Webb, com um campo de visão relativamente estreito, não irá pesquisar as estrelas atrás de novos exoplanetas, o que ele fará na verdade serão observações complementares de exoplanetas já descobertos tanto pela missão Kepler, como pela missão TESS, ambas da NASA.
A TESS está vasculhando todo o céu para encontrar planetas orbitando estrelas relativamente brilhantes e próximas, ou seja, os candidatos perfeitos para serem estudados pelo James Webb.
O James Webb está programado para começar as operações científicas, cerca de 6 meses após o seu lançamento, e um dos alvos prioritários a ser investigado pelo novo observatório espacial será o sistema planetário TRAPPIST-1, localizado a apenas 39 anos-luz de distância da Terra, e que possuí no mínimo 7 exoplanetas rochosos confirmados aproximadamente do tamanho da Terra. Três desses exoplanetas orbitam a estrela, uma anã vermelha na chamada zona habitável, ou seja, onde a água pode existir em estado líquido na superfície.
Com o James Webb, os astrônomos poderão observar os planetas passando em frente de suas estrelas. O trânsito temporariamente bloqueia parte da luz da estrela que chega no telescópio.
Parte da luz da estrela passa pela atmosfera do planeta, no seu caminho até o telescópio, e assim é possível por espectroscopia, analisar a atmosfera e dizer do que ela é composta.
É possível usando essa técnica detectar elementos como água, dióxido de carbono, ozônio, entre outras coisas na atmosfera dos exoplanetas.
Os instrumentos do James Webb serão capazes de dividir a luz em seu espectro. Outros telescópio usam essa mesma técnica, espectroscopia, para medir a composição de planetas gigantes gasosos do próprio Sistema Solar, como Júpiter e Saturno.
Os astrônomos irão usar o James Webb da mesma maneira para planetas menores e com uma superfície sólida parecida com a Terra.
Alguns desses planetas são temperados, e uma das grandes questões é se eles possuem atmosfera, e caso possuam do que elas são constituídas.
A água em particular poderia ser detectável na atmosfera de exoplanetas com um grande telescópio no infravermelho parecido com o James Webb. Caso esses planetas não possuam atmosfera, o James Webb será capaz de dizer aos cientistas sobre a composição de suas superfície rochosas, é como se estivéssemos fazendo um trabalho de geologia à distância.
O James Webb terá também a capacidade de fazer imagens diretas de exoplanetas do tamanho de Netuno ao redor de outras estrelas, isso é um avanço, pois os equipamentos atuais só conseguem fazer imagens diretas de exoplanetas do tamanho de Júpiter.
O imageamento direto de exoplanetas é fundamental, pois através da técnica do trânsito só é possível detectar aqueles exoplanetas que estejam alinhados com suas estrelas e com o observador, no caso do imageamento não é necessário esse alinhamento. Porém, a técnica do trânsito permite que a luz da estrela seja filtrada pela atmosfera do exoplaneta e assim seja possível descobrir a sua composição, como já foi falado.
Estamos sozinhos no universo, a Terra é um planeta único, outros planetas podem sustentar a vida? Todas essas são questões bem interessantes, e o James Webb estudando a atmosfera dos exoplanetas poderá nos dar algumas respostas, além, é lógico de criar outras perguntas.
Ainda falando de planetas e de James Webb, mas agora mais perto aqui de nós, o novo telescópio espacial será capaz de ser apontado para a lua Europa de Júpiter, que possui um oceano global abaixo de sua crosta de gelo, e assim ele poderá confirmar se igual a Encélado, Europa também emite plumas de vapor d’água para o espaço.
Essas observações feitas com o James Webb irão ajudar os cientistas na preparação da chegada da missão Europa Clipper da NASA em Europa. Essa sonda robótica está programada para ser lançada em 2024 e irá fazer repetidos sobrevoos por Europa com um conjunto sofisticado de instrumentos para estudar o ambiente e a geologia do satélite.
O James Webb também irá coletar dados sobre o clima de Marte, a estrutura das luas de Urano e Netuno além de estudar a população de mundos congelados localizados no Cinturão de Kuiper.
Foi um longo caminho até aqui, e nada começou ainda, temos certeza que o Telescópio Espacial James Webb irá causar outra grande revolução na astronomia.
Fonte:
https://spaceflightnow.com/2021/12/23/webb-will-take-next-leap-in-search-for-habitable-worlds/
