"Serão necessárias imagens incríveis, serão melhores do que o que o Hubble fez", disse o cientista do projeto Webb Klaus Pontoppidan.

O Telescópio Espacial James Webb (JWST) da NASA orbitará o Sol a 1 milhão de milhas (1,5 milhão de quilômetros) da Terra. Crédito da imagem: ESA

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O Telescópio Espacial James Webb da NASA está atualmente pronto para ser lançado e se tornar o telescópio mais poderoso do espaço. Mas como suas fotos serão comparadas às do Hubble?

O Telescópio Espacial Hubble foi lançado em órbita baixa da Terra em abril de 1990. Ao longo das três décadas desde então, o famoso observatório expandiu nossa visão do cosmos e prendeu nossa atenção com as imagens impressionantes que coleta. O que antes era um abismo tênue e misterioso tornou-se um universo detalhado e colorido, e pudemos ver estrelas e galáxias como nunca haviam sido vistas antes.

Mas o Telescópio Espacial James Webb, que está programado para ser lançado em 24 de dezembro, fará as coisas de maneira um pouco diferente. Com seu espelho gigante de ouro e ferramentas de observação de luz infravermelha, Webb foi projetado para "ver" objetos 10 a 100 vezes mais fracos do que o que o Hubble pode ver, de acordo com um informativo da NASA. Então, como a visão do Webb se compara à de Hubble?

Uma coisa é certa: as imagens que o Webb irá capturar "serão detalhadas e espetaculares", segundo descrições.

Não é um telescópio substituto

O Webb é frequentemente descrito como substituto ou sucessor do Hubble. Mas, apesar de muitas falhas ao longo dos anos, os instrumentos científicos do Hubble ainda estão fortes e os dois grandes osciloscópios estão configurados para observar juntos (embora distantes um do outro) no espaço. 

O Hubble está bem perto de nós na órbita baixa da Terra, mas o Webb viajará muito mais longe, para um ponto gravitacionalmente estável a 930.000 milhas (1,5 milhão de quilômetros) da Terra conhecido como Sol-Terra Lagrange ponto 2 (L2). 

Além disso, enquanto o Hubble e Webb são grandes telescópios espaciais (embora Webb seja consideravelmente maior), os dois na verdade "veem" o universo de maneira muito diferente. 

"Serão imagens incríveis; elas serão melhores do que o Hubble fez", disse Klaus Pontoppidan, cientista do projeto Webb no Space Telescope Science Institute em Baltimore, durante uma entrevista coletiva em maio. Mas, embora sejam melhores em alguns aspectos, as imagens do Webb também serão fundamentalmente "diferentes, porque têm comprimentos de onda diferentes", disse Pontoppidan.

Enquanto o Hubble observa a luz principalmente em comprimentos de onda ópticos e ultravioleta, o Webb é projetado para detectar luz infravermelha principalmente. 

Beleza em infravermelho

Comparação do Telescópio Espacial Hubble da NASA/ESA e os respectivos espelhos do Telescópio Espacial James Webb da NASA/ESA/CSA. Crédito da imagem: ESA/M. Kornmesser

Observando em infravermelho, o Webb irá capturar imagens de uma beleza única. 

"Acho que será fantástico", disse Pontoppidan, "mas é muito difícil prever como será", pois esta será a primeira missão de telescópio espacial desse tipo.

"Será muito, muito diferente do Hubble", disse Pontoppidan. "As próprias estrelas desaparecem, ficam cada vez mais fracas [quando] se atinge [um] comprimento de onda mais longo, mas as nuvens interestelares ficam cada vez mais brilhantes."

Algumas características de gás e poeira tornam-se um pouco tênues conforme você começa a entrar na parte da luz infravermelha do espectro, explicou Pontoppidan. Mas isso não é necessariamente uma coisa ruim.

"Acho que talvez houvesse alguma preocupação de, você sabe, você não querer imagens que acabam parecendo insignificantes", disse Pontoppidan. "Mas, na verdade, se você for um pouco mais longe no infravermelho... a própria poeira acende na luz térmica. Você obtém uma nebulosa que brilha."

Diferenças no infravermelho

O Hubble pode ver a luz em uma faixa de comprimento de onda de cerca de 200 nanômetros (nm) a 2,4 mícrons, enquanto a faixa do Webb vai de cerca de 600 nm a 28 mícrons, de acordo com a ficha técnica, que acrescentou que a luz visível varia de cerca de 700 a 400 nm. 

Mesmo que o Webb observe principalmente a luz infravermelha, ele ainda será capaz de ver a parte vermelha/laranja do espectro de luz visível. O revestimento dourado de seus espelhos absorve a luz azul do espectro visível, mas reflete a luz visível amarela e vermelha que será detectada.

Estas são duas imagens tiradas pelo Telescópio Espacial Hubble, uma (esquerda) visualizando a Nebulosa Carina em luz visível e a outra (direita) visualizando-a em infravermelho. Crédito da imagem: NASA/ESA/Equipe do 20º aniversário do Hubble

Embora não seja sua função de observação primária, o Hubble também tem a capacidade de observar alguns infravermelhos, portanto, esse tipo de observação não é um desvio completo. Na verdade, em 2013, a equipe do Hubble divulgou uma impressionante imagem infravermelha da Nebulosa Cabeça de Cavalo que o telescópio espacial capturou para comemorar o 22º aniversário de seu lançamento.

Esta imagem do Hubble, capturada e divulgada para comemorar o 23º ano do telescópio em órbita, mostra parte do céu na constelação de Orion (The Hunter) em luz infravermelha. Erguendo-se como um cavalo-marinho gigante de ondas turbulentas de poeira e gás está a Nebulosa Cabeça de Cavalo, também conhecida como Barnard 33. Imagem divulgada em 19 de abril de 2013.Crédito da imagem: NASA/ESA/Hubble Heritage Team (AURA/STScI)

O poder do infravermelho

O Hubble fornece ao mundo imagens impressionantes há décadas e possui nitidez semelhante à do Webb. "A resolução angular do Webb, ou nitidez de visão, será a mesma que a do Hubble", de acordo com o informativo. “As imagens do Webb parecerão tão nítidas quanto as do Hubble”, segundo o informativo. De acordo com a NASA, A resolução do Webb permitiria que ele visse os detalhes de um objeto do tamanho de uma moeda de um centavo americano a 40 km de distância.

Apesar dessa semelhança, o Webb tem um espelho muito maior - 21,3 pés (6,5 m) de largura, em comparação com 7,8 pés (2,4 m) - detectores de ponta e é projetado para ver mais profundamente no espectro infravermelho do que o Hubble. 

Ao observar no infravermelho, o Webb permitirá que os cientistas vejam muito mais longe no universo, explicou a NASA. Seu espelho maior também oferece mais área de superfície para coletar luz, permitindo que o escopo perscrute ainda mais o espaço, o que essencialmente permite que os cientistas olhem "para trás no tempo", para o universo bilhões de anos atrás. 

O Webb foi projetado para ser capaz de "ver" as primeiras estrelas e galáxias que se formaram no início do universo. Ele pode detectar objetos 10 bilhões de vezes mais fracos do que as estrelas mais fracas visíveis sem telescópio, ou 10 a 100 vezes mais fracos do que o que o Hubble pode observar.

O Webb está equipado com quatro instrumentos científicos para ajudá-lo a fazer suas observações. Estes incluem a câmera infravermelha próxima (NIRCam), o espectrógrafo infravermelho próximo (NIRSpec), o instrumento infravermelho médio (MIRI) e o sensor de orientação fina/gerador de imagens infravermelho próximo e espectrógrafo sem fenda (FGS-NIRISS).

Com essas ferramentas, o Webb "pode fazer o que chamamos de espectroscopia de imagem", disse Pontoppidan, "onde pode obter uma imagem, mas terá um espectro e cada pixel da imagem também." Na espectroscopia de imagem, há informações sobre o espectro de comprimentos de onda presentes em cada pedacinho da imagem. Isso pode ajudar os cientistas a descobrir quais elementos ou substâncias químicas podem ter criado esse espectro.

Pontoppidan acrescentou que o conjunto exclusivo de ferramentas de imagem do Webb permitirá que ele faça todos os tipos de outros trabalhos científicos, como observar exoplanetas transitando na frente de estrelas ou determinar a composição de uma nuvem em uma região de formação estelar; ele apontará estudos que podem procurar gelo, água e compostos orgânicos complexos na atmosfera de exoplanetas.

O Telescópio Espacial James Webb é um esforço conjunto envolvendo a NASA, a Agência Espacial Europeia e a Agência Espacial Canadense.

Após um atraso adicional, o Webb ainda está a caminho do lançamento em 24 de dezembro de 2021, no topo de um foguete Arianespace Ariane 5 do espaçoporto europeu em Kourou, Guiana Francesa.

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Referência:

GOHD, Chelsea. James Webb Space Telescope vs. Hubble: How will their images compare? Space, 20, dez. 2021. Disponível em: <https://www.space.com/james-webb-space-telescope-hubble-images-comparison>. Acesso em: 22, dez. 2021.