Desde que o projeto foi concebido, os cientistas aguardavam ansiosamente o dia em que o Telescópio Espacial James Webb (JWST) levará para o espaço. Como sucessor planejado para Hubble, o JWST usará seus poderosos recursos de imagem infravermelha para estudar alguns dos objetos mais distantes do Universo (como a formação das primeiras galáxias) e estudar planetas extra-solares em torno de estrelas próximas.
No entanto, tem havido muita especulação e discussão sobre quais alvos serão os primeiros do JWST. Felizmente, seguindo a recomendação do Comitê de Alocação de Tempo e uma revisão técnica completa, o Instituto de Ciências do Telescópio Espacial (STScI) anunciou recentemente que selecionou treze programas de "divulgação antecipada" de ciências, que o JWST passará seus primeiros cinco meses em serviço estudando .
Como parte do Programa de Ciência Discricionária de Liberação Precoce do Diretor do JWST (DD-ERS), essas treze metas foram escolhidas por um rigoroso processo de revisão por pares. Consistiu em 253 pesquisadores de 18 municípios e 106 instituições científicas, escolhendo entre mais de 100 propostas. Cada programa recebe 500 horas de tempo de observação, após o término do período de seis meses de comissionamento.
Como afirmou Ken Sembach, diretor do Instituto de Ciências do Telescópio Espacial (STScI), em comunicado à ESA:
“Ficamos impressionados com a alta qualidade das propostas recebidas. Esses programas não apenas gerarão grande ciência, mas também serão um recurso exclusivo para demonstrar as capacidades de investigação desse extraordinário observatório para a comunidade científica mundial.… Queremos que a comunidade de pesquisa seja o mais cientificamente possível possível, o mais cedo possível, e é por isso que estou tão satisfeito por poder dedicar quase 500 horas do tempo discricionário do diretor a essas observações científicas de divulgação antecipada.”
Cada programa contará com o conjunto de quatro instrumentos científicos do JWST, que foram contribuídos pela NASA, Agência Espacial Européia (ESA) e Agência Espacial Canadense (CSA). Estes incluem o Espectrógrafo de Infravermelho Próximo (NIRSpec) e o Instrumento de Infravermelho Médio (MIRI) desenvolvido pela ESA, bem como a Câmera de Infravermelho Próximo (NIRCam) desenvolvida pela NASA e pelo STScI, e o Imager de Infravermelho Próximo e Espectrógrafo sem fendas (NIRISS) desenvolvido pela CSA.
Os treze programas selecionados incluem "Através do visual GLASS", que dependerá da experiência da comunidade astronômica usando Hubble realizar espectroscopia sem fenda e pesquisas anteriores para coletar dados sobre a formação de galáxias e o meio intergalático, desde as primeiras épocas do Universo até os dias atuais. O pesquisador principal (PI) deste programa é Tommaso Treu, da Universidade da Califórnia em Los Angeles.
Outro é o programa Ciência de Liberação Precoce da Evolução Cósmica (CEERS), que conduzirá observações sobrepostas para criar uma pesquisa extragaláctica coordenada. Esta pesquisa visa permitir que os astrônomos vejam a primeira luz visível do Universo (cerca de 240.000 a 300.000 anos após o Big Bang), bem como informações da época da reionização (cerca de 150 milhões a 1 bilhão de anos após o Big Bang) e o período em que as primeiras galáxias se formaram. O PI deste programa é Steven Finkelstein, da Universidade do Texas em Austin.
Além disso, existe o programa científico de lançamento antecipado da comunidade Transiting Exoplanet, que se baseará no trabalho do Hubble, Spitzere Kepler telescópios espaciais, realizando pesquisas com exoplanetas. Como seus antecessores, isso consistirá em monitorar estrelas quanto a quedas periódicas no brilho causadas pelos planetas que passam entre eles e o observador (também conhecido como Transit Photometry).
No entanto, em comparação com missões anteriores, o JWST poderá estudar planetas em trânsito com detalhes sem precedentes, que deverão revelar volumes sobre suas respectivas composições atmosféricas, estruturas e dinâmica. Espera-se, portanto, que este programa, para o qual o PI é Imke de Pater, da Universidade da Califórnia em Berkeley, revolucione nossa compreensão dos planetas, da formação de planetas e das origens da vida.
Também focado no estudo de exoplanetas está o programa Imagem de Alto Contraste de Exoplanetas e Sistemas Extraplanetários, que se concentrará em planetas com imagens diretamente e discos de detritos circunstanciais. Mais uma vez, o objetivo é usar os recursos aprimorados do JWST para fornecer análises detalhadas sobre a estrutura atmosférica e as composições dos exoplanetas, bem como as propriedades das partículas das nuvens dos discos de detritos.
Mas é claro que nem todos os programas são dedicados ao estudo de coisas além do nosso Sistema Solar, como é demonstrado pelo programa que se concentrará em Júpiter e no Sistema Joviano. Acrescentando à pesquisa realizada pelo Galileu e Juno missões, o JWST usará seu conjunto de instrumentos para caracterizar e produzir mapas das camadas de nuvens, ventos, composição, atividade auroral e estrutura de temperatura de Júpiter.
Este programa também se concentrará em algumas das maiores luas de Júpiter (também conhecidas como "luas da Galiléia") e na estrutura de anéis do planeta. Os dados obtidos pelo JWST serão usados para produzir mapas da atmosfera e da superfície vulcânica de Io, a atmosfera tênue de Ganimedes, fornecer restrições sobre essas luas na estrutura térmica e atmosférica e procurar plumas em suas superfícies. Como Alvaro Giménez, diretor de ciências da ESA, proclamou:
“É empolgante ver o engajamento da comunidade astronômica no design e na proposta de quais serão os primeiros programas científicos do Telescópio Espacial James Webb. Webb revolucionará nossa compreensão do Universo e os resultados que surgirão dessas primeiras observações marcarão o início de uma nova e emocionante aventura em astronomia. ”
Durante sua missão, que durará no mínimo cinco anos (exceto extensões), o JWST também abordará muitos outros tópicos importantes da astronomia moderna, sondando o Universo além dos limites do que o Hubble tem sido capaz de ver. Também se baseará nas observações feitas pelo Hubble, examinando galáxias cuja luz foi esticada em comprimentos de onda infravermelhos pela expansão do espaço.
Além de recuar no tempo para traçar a evolução cósmica, Webb também examinará os Buracos Negros Supermassivos (SMBH) que estão no centro das galáxias mais massivas - com o objetivo de obter estimativas de massa precisas. Por último, mas não menos importante, Webb focará no nascimento de novas estrelas e seus planetas, inicialmente focando em mundos do tamanho de Júpiter e depois mudando o foco para estudar super-terras menores.
John C. Mather, cientista sênior do projeto do JWST e astrofísico sênior do Goddard Space Flight Center da NASA, também expressou entusiasmo pelos programas selecionados. "Estou emocionado ao ver a lista dos alvos mais fascinantes dos astrônomos para o telescópio Webb e extremamente ansioso para ver os resultados", disse ele. "Esperamos ser surpreendidos pelo que descobrimos".
Durante anos, astrônomos e pesquisadores aguardam ansiosamente o dia em que o JWST começa a reunir e divulgar suas primeiras observações. Com tantas possibilidades e muito a ser descoberto, a implantação do telescópio (prevista para 2019) é um evento que não pode acontecer em breve!
