O Telescópio Espacial James Webb está finalmente pronto para fazer ciência – e está vendo o universo com mais clareza do que seus engenheiros esperavam.

A NASA deve divulgar as primeiras imagens capturadas pelo Telescópio Espacial James Webb em 12 de julho de 2022. Isso marcará o início da próxima era na astronomia, pois Webb – o maior telescópio espacial já construído – começa a coletar dados científicos que ajudarão responder a perguntas sobre os primeiros momentos do universo e permitir que os astrônomos estudem os exoplanetas com mais detalhes do que nunca. Mas foram necessários quase oito meses de viagem, configuração, testes e calibração para garantir que esses telescópios mais valiosos estivessem prontos para o horário nobre. Marcia Ricci, astrônoma da Universidade do Arizona A cientista responsável por uma das quatro webcams explica o que ela e seus colegas estavam fazendo para operar o telescópio.

1. O que aconteceu desde que o telescópio foi lançado?

Após o lançamento bem-sucedido do Telescópio Espacial James Webb em 25 de dezembro de 2021, a equipe iniciou o longo processo de mover o telescópio para sua localização orbital final, abrindo o telescópio e – enquanto tudo esfriava – calibrando as câmeras e sensores a bordo.

O lançamento foi tão suave quanto um lançamento de míssil pode acontecer. Uma das primeiras coisas que meus colegas da NASA notaram foi que o telescópio tinha mais combustível a bordo do que o esperado para futuros ajustes em sua órbita. Isso permitirá que o Webb trabalhar mais A partir do objetivo inicial da missão, que é de 10 anos.

A primeira tarefa durante a jornada de um mês de Webb até sua posição final em órbita foi abrir o telescópio. Isso continuou sem problemas, começando com Espalhe o protetor solar com uma junta branca Ajuda a resfriar o telescópio, seguido de alinhamento dos espelhos e acionamento dos sensores.

Assim que o protetor solar foi aberto, nossa equipe começou a monitorar as temperaturas Quatro câmeras e espectrofotômetros a bordoesperando que eles atinjam temperaturas baixas o suficiente para que possamos começar a testar os dois 17 modos diferentes que as ferramentas podem operar.

2. O que você testou primeiro?

As câmeras no Webb esfriaram exatamente como os engenheiros esperavam, e o primeiro instrumento que a equipe ligou foi a câmera de infravermelho próximo – ou NIRCam. NIRCam é projetado para estudar Luz infravermelha fraca das estrelas ou galáxias mais antigas no universo. Mas antes que pudesse fazer isso, o NIRCam teve que ajudar a alinhar 18 segmentos individuais de um espelho da Web.

Uma vez que o NIRCam esfriou a 280 graus Fahrenheit, estava frio o suficiente para começar a detectar a luz refletida nos clipes do espelho Webb e produzir as primeiras imagens do telescópio. A equipe do NIRCam ficou em êxtase quando as primeiras varreduras chegaram. Estávamos no negócio!

Essas fotos mostraram que os clipes de espelho foram Todos eles se referem a uma área relativamente pequena do céuA compatibilidade foi muito melhor do que o pior cenário que havíamos planejado.

O sensor de orientação de precisão do Webb também entrou em ação neste momento. Este sensor ajuda a manter o telescópio firmemente apontado para o alvo – bem como a estabilização de imagem em câmeras digitais de consumo. Usando a estrela HD84800 como ponto de referência, ajudei meus colegas de equipe do NIRCam a se conectarem para alinhar segmentos de espelho até ficarem quase perfeitos, Muito melhor do que o mínimo necessário para uma missão bem-sucedida.

3. Que sensores ganharam vida depois disso?

Com o alinhamento do espelho concluído em 11 de março, o espectrômetro de infravermelho próximo – NIRSpec – e o imager e espectrógrafo de infravermelho próximo – NIRISS – terminaram de esfriar e se juntaram à festa.

NIRSpec é projetado para medir A força de diferentes comprimentos de onda da luz Vindo do alvo. Esta informação pode revelar a composição e temperatura de estrelas e galáxias distantes. O NIRSpec faz isso olhando para o objeto alvo através de uma abertura que bloqueia outra luz.

O NIRSpec possui vários slots que permitem fazer isso Veja 100 itens de uma vez. Os membros da equipe começaram a testar a posição dos vários alvos, instruíram as escotilhas para abrir e fechar e confirmaram que os slots estavam respondendo corretamente aos comandos. As etapas futuras medirão e verificarão exatamente para onde as rachaduras estão apontando Vários alvos podem ser observados simultaneamente.

O NIRISS é um espectrofotômetro sem fenda que também refrata a luz em seus vários comprimentos de onda, mas é melhor em Observe todas as coisas no campo, não apenas as coisas nas fendas. Ele possui vários modos, incluindo dois projetados especificamente para estudar exoplanetas particularmente próximos de suas estrelas-mãe.

Até agora, as verificações e calibrações do dispositivo continuaram sem problemas, e os resultados mostram que tanto o NIRSpec quanto o NIRISS fornecerão dados melhores do que os engenheiros esperavam antes do lançamento.

4. Qual foi a última ferramenta que você executou?

A última ferramenta para inicializar no Webb foi o instrumento de infravermelho médio, ou MIRI. O MIRI foi projetado para capturar imagens de galáxias distantes ou recém-formadas, bem como pequenos objetos fracos, como asteróides. Este sensor detecta os comprimentos de onda mais longos dos instrumentos da Webb e deve ser mantido a 449 graus Fahrenheit – apenas 11 graus Fahrenheit acima do zero absoluto. Se estiver mais quente, os detectores apenas captarão calor do próprio dispositivo, não das coisas interessantes no espaço. MIRI Seu sistema de refrigeraçãoque precisava de mais tempo para se tornar totalmente operacional antes que o dispositivo pudesse ser comissionado.

Radioastrônomos descobriram indícios de que as galáxias existem exatamente Escondido na poeira e indetectável por telescópios como o Hubble que capturam comprimentos de onda de luz semelhantes aos visíveis ao olho humano. As temperaturas extremamente baixas permitem que o MIRI seja incrivelmente sensível à luz na faixa do infravermelho médio, que pode passar pela poeira com mais facilidade. Quando esta sensibilidade é combinada com o grande espelho do Webb, permite que o MIRI o faça Essas nuvens de poeira penetram e revelam estrelas e estruturas Em tais galáxias pela primeira vez.

5. O que vem a seguir para Webb?

A partir de 15 de junho de 2022, todas as ferramentas Webb estão em funcionamento e tiraram suas primeiras imagens. Além disso, quatro modos de imagem, três modos de série temporal e três modos espectrais foram testados e aprovados, restando apenas três modos.

Em 12 de julho, a NASA planeja Libere uma coleção de notas humorísticas Descreve os recursos da Web. Essas imagens mostrarão a beleza das imagens de Webb e também darão aos astrônomos um gosto real da qualidade dos dados que obterão.

Após 12 de julho, o Telescópio Espacial James Webb começará a trabalhar em tempo integral em sua missão científica. A linha do tempo detalhada para o próximo ano ainda não foi divulgada, mas astrônomos de todo o mundo aguardam ansiosamente a recuperação dos primeiros dados do telescópio espacial mais poderoso já construído.