o Telescópio Espacial James Webb é como a festa do século que continua sendo adiada. Devido à sua grande complexidade e algumas leituras anômalas que foram detectadas durante o teste de vibração, a data de lançamento deste telescópio foi adiada muitas vezes - atualmente, espera-se que seja lançada em 2021. Mas, por razões óbvias, a NASA continua comprometida em ver isso. missão através.
Uma vez implantado, o JWST será o telescópio espacial mais poderoso em operação, e seu avançado conjunto de instrumentos revelará coisas sobre o Universo que nunca foram vistas antes. Entre estas estão as atmosferas de planetas extra-solares, que inicialmente consistirão em gigantes gasosos. Ao fazer isso, o JWST irá refinar a busca por planetas habitáveis e, eventualmente, começará a examinar alguns candidatos em potencial.
O JWST fará isso em conjunto com o Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS), que foi implantado no espaço em abril de 2018. Como o nome sugere, o TESS estará procurando planetas usando o Método de Trânsito (também conhecido como Transit Photometry), onde as estrelas são monitoradas para quedas periódicas de brilho - causadas por um planeta passando na frente delas em relação ao observador.
Algumas das primeiras observações de Webb serão conduzidas através do programa de Ciência Discricionária de Liberação Precoce do Diretor - uma equipe de exoplanetas em trânsito no centro de operações científicas da Webb. Essa equipe está planejando realizar três tipos diferentes de observações que fornecerão novos conhecimentos científicos e uma melhor compreensão dos instrumentos científicos da Webb.
Como Jacob Bean, da Universidade de Chicago, co-pesquisador principal do projeto de exoplanetas em trânsito, explicou em um comunicado de imprensa da NASA:
“Temos dois objetivos principais. O primeiro é fazer o trânsito de conjuntos de dados de exoplanetas do Webb para a comunidade astronômica o mais rápido possível. O segundo é fazer uma grande ciência para que os astrônomos e o público possam ver o quão poderoso é esse observatório. ”
Como Natalie Batalha, do Centro de Pesquisa Ames da NASA, a principal pesquisadora do projeto, acrescentou:
"O objetivo da nossa equipe é fornecer conhecimento e insights críticos à comunidade astronômica que ajudarão a catalisar a pesquisa de exoplanetas e a fazer o melhor uso da Webb no tempo limitado que temos disponível".
Para sua primeira observação, o JWST será responsável por caracterizar a atmosfera de um planeta examinando a luz que passa por ele. Isso acontece sempre que um planeta transita na frente de uma estrela e a maneira como a luz é absorvida em diferentes comprimentos de onda fornece pistas sobre a composição química da atmosfera. Infelizmente, os telescópios espaciais existentes não tiveram a resolução necessária para digitalizar algo menor que um gigante gasoso.
o JWST, com seus avançados instrumentos de infravermelho, examinará a luz que passa pelas atmosferas de exoplanetas, dividirá-a em um espectro de arco-íris e, em seguida, inferirá a composição das atmosferas com base na falta de seções de luz. Para essas observações, a equipe do projeto selecionou o WASP-79b, um exoplaneta do tamanho de Júpiter que orbita uma estrela na constelação de Eridanus, a aproximadamente 780 anos-luz da Terra.
A equipe espera detectar e medir a abundância de água, monóxido de carbono e dióxido de carbono no WASP-79b, mas também espera encontrar moléculas que ainda não foram detectadas nas atmosferas de exoplanetas. Para sua segunda observação, a equipe monitorará um "Júpiter quente" conhecido como WASP-43b, um planeta que orbita sua estrela por um período de menos de 20 horas.
Como todos os exoplanetas que orbitam muito perto de suas estrelas, este gigante gasoso está trancado - onde um lado está sempre de frente para a estrela. Quando o planeta está na frente da estrela, os astrônomos só conseguem ver sua parte traseira mais fria; mas à medida que orbita, o lado quente do dia aparece lentamente. Ao observar este planeta durante toda a sua órbita, os astrônomos poderão observar essas variações (conhecidas como curva de fase) e usar os dados para mapear a temperatura, as nuvens e a química atmosférica do planeta.
Esses dados permitirão que amostrem a atmosfera em diferentes profundidades e obtenham uma imagem mais completa da estrutura interna do planeta. Como Bean indicou:
“Já vimos variações dramáticas e inesperadas para este planeta com o Hubble e o Spitzer. Com o Webb, revelaremos essas variações em detalhes significativamente maiores para entender os processos físicos responsáveis. ”
Para a terceira observação, a equipe tentará observar diretamente um planeta em trânsito. Isso é muito desafiador, visto que a luz da estrela é muito mais brilhante e, portanto, obscurece a fraca luz refletida na atmosfera do planeta. Um método para resolver isso é medir a luz que sai de uma estrela quando o planeta está visível e, novamente, quando desaparece atrás da estrela.
Ao comparar as duas medições, os astrônomos podem calcular quanta luz vem apenas do planeta. Essa técnica funciona melhor em planetas muito quentes que brilham intensamente na luz infravermelha, e é por isso que eles selecionaram o WASP-18b para esta observação - um Júpiter quente que atinge temperaturas de cerca de 2.900 K (2627 ° C; 4.800 ° F). No processo, eles esperam determinar a composição da estratosfera sufocante do planeta.
No final, essas observações ajudarão a testar as habilidades do JWST e a calibrar seus instrumentos. O objetivo final será examinar as atmosferas de exoplanetas potencialmente habitáveis, que neste caso incluirão planetas rochosos (também conhecidos como "terrestres") que orbitam estrelas de anãs vermelhas de baixa massa e mais escuras. Além de ser a estrela mais comum em nossa galáxia, acredita-se que as anãs vermelhas sejam o lugar mais provável para encontrar planetas semelhantes à Terra.
Como Kevin Stevenson, pesquisador do Instituto de Ciências do Telescópio Espacial e co-pesquisador principal do projeto, explicou:
“O TESS deve localizar mais de uma dúzia de planetas que orbitam nas zonas habitáveis das anãs vermelhas, algumas das quais podem realmente ser habitáveis. Queremos saber se esses planetas têm atmosferas e Webb será o único a nos dizer. Os resultados ajudarão bastante a responder à questão de saber se as condições favoráveis à vida são comuns em nossa galáxia. ”
o Telescópio Espacial James Webb será o principal observatório de ciências espaciais do mundo uma vez implantado e ajudará os astrônomos a resolver mistérios em nosso Sistema Solar, estudar exoplanetas e observar os primeiros períodos do Universo para determinar como sua estrutura em larga escala evoluiu ao longo do tempo. Por esse motivo, é compreensível o motivo pelo qual a NASA está pedindo que a comunidade astronômica seja paciente até ter certeza de que ela será implantada com sucesso.
Quando o resultado não é nada menos do que descobertas inovadoras, é justo que estejamos dispostos a esperar. Enquanto isso, verifique este vídeo sobre como os cientistas estudam atmosferas de exoplanetas, cortesia do Instituto de Ciências do Telescópio Espacial:
