O Telescópio Espacial James Webb pode realmente ver o passado?

Os cientistas querem usar Webb para ver o início do universo. Como isso é possível? 

Uma imagem óptica/infravermelha combinada com dados do Telescópio Espacial Hubble e do Telescópio Espacial James Webb. Está em um padrão em espiral. (Crédito da imagem: ESA/Webb, NASA & CSA, J. Lee e a Equipe PHANGS-JWST; ESA/Hubble & NASA, R. Chandar. Reconhecimento: J. Schmidt)  

Em 11 de julho, o Telescópio Espacial James Webb (JWST) fez história ao lançar sua imagem de estreia: uma foto cheia de joias que foi apontada como a foto mais profunda do universo já tirada.

Além de olhar mais para o espaço do que qualquer observatório antes dele, o Telescópio Espacial James Webb tem outro truque em seus espelhos: ele pode olhar mais para trás no tempo do que qualquer outro telescópio, observando estrelas e galáxias distantes como eles apareceram há 13,5 bilhões de anos, não muito tempo depois do início do universo como o conhecemos.

Como isso é possível? Como pode uma máquina olhar "para trás no tempo"? Não é mágica. É apenas a natureza da luz.

"Telescópios podem ser máquinas do tempo. Olhar para o espaço é como olhar para trás no tempo", explicaram os cientistas da NASA no WebbTelescope.org(abre em nova aba). "Parece mágico, mas na verdade é muito simples: a luz precisa de tempo para viajar pelas vastas distâncias do espaço para chegar até nós."

O Telescópio Espacial James Webb da NASA produziu a imagem infravermelha mais profunda e afiada do universo distante até hoje. Conhecida como o Primeiro Campo Profundo de Webb, esta imagem do aglomerado de galáxias SMACS 0723 está transbordando de detalhes. (Crédito da imagem: NASA, ESA, CSA e STScI)

Toda a luz que você vê - desde o brilho de estrelas distantes até o brilho da lâmpada de sua mesa a poucos metros de distância - leva tempo para alcançar seus olhos. Felizmente, a luz se move surpreendentemente rápido - cerca de 670 milhões de mph (1 bilhão de km/h) - para que você nunca notará que ele viaja de, digamos, a lâmpada de mesa para seus olhos.

No entanto, quando você está olhando para objetos que estão a milhões ou bilhões de quilômetros de distância - como a maioria dos objetos no céu noturno são - você está vendo uma luz que viajou um longo, longo caminho para alcançá-lo.

Veja o sol, por exemplo. A estrela natal da Terra fica a uma média de 150 milhões de quilômetros de distância. Isso significa que a luz leva cerca de 8 minutos, 20 segundos para viajar do Sol para a Terra. Então, quando você olha para o sol (embora você nunca deve olhar diretamente para o sol(abre em nova aba)), você está vendo como apareceu há mais de 8 minutos, não como parece agora - em outras palavras, você está olhando 8 minutos para o passado.

A velocidade da luz é tão importante para a astronomia que os cientistas preferem usar anos-luz, em vez de milhas ou quilômetros, para medir grandes distâncias no espaço. Um ano-luz é a distância que a luz pode percorrer em um ano: cerca de 5,88 trilhões de milhas, ou 9,46 trilhões de km. Por exemplo, a Estrela do Norte, Polaris, fica a cerca de 323 anos-luz da Terra. Sempre que você vê esta estrela, você está vendo luz que tem mais de 300 anos.

Então, você nem precisa de um telescópio chique para ver no tempo; você pode fazê-lo com seus próprios olhos nus. Mas para olhar verdadeiramente para o passado (digamos, de volta ao início do universo), os astrônomos precisam de telescópios como jwst. Não só o JWST pode aproximar-se de galáxias distantes para observar a luz visível vinda de muitos milhões de anos-luz de distância, mas também pode captar comprimentos de onda de luz que são invisíveis aos olhos humanos, como ondas infravermelhas.

Muitas coisas, incluindo humanos, emitem calor como energia infravermelha. Essa energia não pode ser vista a olho nu. Mas quando as ondas infravermelhas são vistas com o equipamento certo, elas podem revelar alguns dos objetos mais difíceis de encontrar no universo. Como a radiação infravermelha tem um comprimento de onda muito maior do que a luz visível, ela pode passar por regiões densas e empoeiradas do espaço sem ser espalhada ou absorvida, de acordo com a NASA(abre em nova aba). Muitas estrelas e galáxias que estão muito longe, fracas ou obscurecidas para ver como a luz visível emitem energia térmica que pode ser detectada como radiação infravermelha.

Este é um dos truques mais úteis do JWST. Usando seus instrumentos de sensoriamento infravermelho, o telescópio pode observar regiões empoeiradas do espaço para estudar a luz que foi emitida há mais de 13 bilhões de anos pelas estrelas e galáxias mais antigas do universo.

Foi assim que a JWST tirou sua famosa imagem de campo profundo, e é assim que tentará olhar ainda mais para trás no tempo, para as primeiras centenas de milhões de anos(abre em nova aba) depois do Big Bang. As estrelas que o telescópio revelará podem realmente estar mortas hoje, mas como sua antiga luz faz a longa viagem através do universo, JWST trata nossos olhos mortais para uma exibição única de viagem no tempo.

Fonte: Space.com