Os objetivos científicos do Telescópio Espacial James Webb cobrem uma gama muito ampla de tópicos e permitirão o estudo de muitas questões em aberto na astronomia.
Eles podem ser divididos em quatro áreas principais:
Outros mundos - exoplanetas:
Questões-chave: Onde e como os sistemas planetários são formados e desenvolvidos?
Com o rápido desenvolvimento do campo de pesquisa de exoplanetas - planetas fora do nosso sistema solar - Webb poderá contribuir para questões-chave como: A Terra é única? Existem outros sistemas planetários como o nosso? Nós estamos sozinhos no universo?
James Webb estudará em detalhes as atmosferas de uma grande variedade de exoplanetas. Ele procurará uma atmosfera semelhante à da Terra e assinaturas de substâncias-chave como metano, água, oxigênio, dióxido de carbono e moléculas orgânicas complexas, na esperança de encontrar os blocos de construção da vida.
Ao fazê-lo, o Webb complementará o futuro Telescópio Espacial de Detecção Remota Atmosférica de Exoplanetas Infravermelhos (Ariel), da ESA, que estudará de que são feitos os exoplanetas, como se formaram e como evoluem.
Além disso, James Webb também estudará os planetas externos do nosso sistema solar.
Muitos exoplanetas se assemelham a Netuno e Urano, portanto, estudar os planetas em nosso sistema solar pode fornecer novos insights para uma melhor compreensão da formação de planetas em geral.
Ciclo de vida das estrelas:
Perguntas-chave: Como e onde as estrelas se formam? O que determina seu tamanho e massa? Como as estrelas morrem e como sua morte afeta o meio ambiente?
As estrelas transformam os elementos simples do universo em elementos mais pesados e, por meio de explosões de supernovas, os espalham pelo cosmos. Ao observar na parte infravermelha do espectro, Webb será capaz de olhar através das camadas de poeira de estrelas recém-nascidas. Sua sensibilidade superior também permitirá que os astrônomos examinem diretamente núcleos protoestelares fracos, os primeiros estágios do nascimento de estrelas.
James Webb estudará as anãs marrons, objetos escuros com massa intermediária entre planetas e estrelas que não são massivos o suficiente para iniciar reações de fusão e se tornarem estrelas de pleno direito. Webb determinará como e por que nuvens de poeira e gás colapsam em estrelas ou se tornam planetas gigantes gasosos ou anãs marrons.
Webb também verá as estrelas mais massivas explodirem como supernovas e deixarem para trás novas nuvens de poeira e gás, bem como metais pesados que enriquecem o cosmos, formando novas gerações de estrelas.
Universo primitivo:
Perguntas-chave: Como era o início do universo? Quando surgiram as primeiras estrelas e galáxias?
Pela primeira vez na história da humanidade, teremos a oportunidade de observar diretamente a formação das primeiras estrelas e galáxias. A visão infravermelha de Webb o transforma em uma poderosa máquina do tempo capaz de olhar para trás 13,5 bilhões de anos, indo além da visão do Hubble que nos mostrou galáxias jovens quando tinham apenas algumas centenas de milhões de anos e eram pequenas, compactas e irregulares.
A sensibilidade do Webb à radiação infravermelha permitirá não apenas olhar para o passado, mas também obter muito mais informações sobre as estrelas e galáxias no início do universo. Enquanto o Hubble olhou para a "infância" das galáxias, Webb verá sua fase "infantil".
Os dados de Webb também ajudarão a responder perguntas sobre como os buracos negros se formaram e cresceram no início e qual o impacto que eles tiveram na formação e evolução do universo primitivo.
Primeiras galáxias, matéria escura e energia escura:
Perguntas-chave: Como as primeiras galáxias evoluíram ao longo do tempo? O que podemos aprender sobre matéria escura e energia escura?
O universo de hoje é povoado por galáxias - ilhas cósmicas, compostas por centenas de bilhões de estrelas.
Seus tamanhos e formas variam muito, o que dá uma ideia de como se formaram e se desenvolveram. Nos primeiros bilhões de anos, o universo era muito dinâmico, com galáxias se fundindo ou se separando, e estrelas massivas de curta duração explodindo em supernovas.
Trabalhando no infravermelho, Webb será capaz de observar grande parte da luz dessas galáxias primordiais e detectar seu nascimento de estrelas envoltas em poeira e buracos negros que consomem matéria.
O Webb também lançará luz sobre a matéria escura, material que preenche o cosmos, mas não é diretamente visível.
Assim, o Webb complementará a futura missão da ESA Euclid, que mapeará a geometria do universo e é projetada especificamente para estudar a energia escura - a força por trás da expansão acelerada do universo e a misteriosa matéria escura.
2022-02-06 19:46:34
Autor: Vitalii Babkin