Como Webb mantém o foco

Um dos desafios mais difíceis ao montar um telescópio é alinhá-lo à precisão óptica. Se você não fizer isso corretamente, todas as suas imagens ficarão borradas. Isso é particularmente desafiador quando você monta seu telescópio no espaço, como o Telescópio Espacial James Webb (JWST) demonstra.

Uma imagem NIRCam focada comparada com outras intencionalmente desfocadas. Crédito: NASA/JWST 

Ao contrário do Telescópio Espacial Hubble, o JWST não tem um único espelho primário. Para caber no foguete de lançamento, ele teve que ser dobrado e montado após o lançamento. Por esse e outros motivos, o refletor primário do JWST é um conjunto de 18 segmentos de espelho hexagonal. Cada segmento tem apenas 1,3 metros de largura, mas quando alinhados corretamente, eles agem efetivamente como um único espelho de 6,5 metros. É uma maneira eficaz de construir um telescópio espacial maior, mas significa que o conjunto do espelho tem que ser focado no espaço.

Para conseguir isso, cada segmento de espelho tem um conjunto de atuadores que podem deslocar o segmento ao longo de seis eixos de alinhamento. Eles são focados usando uma técnica de fase de frente de onda. Como a luz se comporta como uma onda, quando dois feixes de luz se sobrepõem, as ondas criam um padrão de interferência. Quando os espelhos são alinhados corretamente, as ondas de luz de cada segmento de espelho também se alinham, criando um foco nítido.

Para o JWST, sua Near Infrared Camera (NIRCam) é equipada com uma câmera de frente de onda. Para alinhar os espelhos, a equipe do JWST aponta a NIRCam para uma estrela e, então, intencionalmente move os espelhos para fora do alinhamento. Isso dá à estrela uma aparência de difração borrada. A equipe então posiciona os espelhos para focar a estrela, o que os alinha.

Isso foi feito para alinhar os espelhos logo após o lançamento do JWST. Mas devido a vibrações e mudanças de temperatura, os segmentos do espelho lentamente saem do alinhamento. Não muito, mas o suficiente para que precisem ser realinhados ocasionalmente. Para manter as coisas adequadas, a equipe normalmente faz uma verificação de erro de frente de onda a cada dois dias. Há também uma pequena câmera apontada para o conjunto do espelho, para que a equipe possa tirar uma "selfie" para monitorar a condição dos espelhos.

O JWST foi projetado para manter um erro de frente de onda de 150 nanômetros, mas a equipe conseguiu manter um erro de 65 nanômetros. É um alinhamento surpreendentemente apertado para um telescópio espacial, o que permite que o JWST capture imagens surpreendentes das galáxias mais distantes no universo observável.

Fonte: universetoday.com