5 revoluções científicas que o Telescópio Espacial James Webb da NASA proporcionará
A impressão de um artista de como será o telescópio espacial James Webb totalmente implantado da perspectiva de um observador no lado 'escuro' (não voltado para o Sol) do observatório. (NORTHRUP GRUMMAN)
O que está logo além da fronteira atual será revelado em breve.
Cumulativamente, os dados astronômicos ajudam os cientistas a reconstruir o que aconteceu no passado do nosso Universo.
Olhando para trás, uma variedade de distâncias corresponde a uma variedade de tempos desde o Big Bang. Embora nosso conjunto moderno de observatórios tenha nos levado muito longe no Universo distante, inúmeras questões permanecem: tanto sobre o que aconteceu em épocas muito antigas quanto sobre detalhes em épocas posteriores que são obscuras para nós hoje. (NASA, ESA, E A. FEILD (STSCI))
Apesar do conjunto completo de telescópios modernos, nossos conjuntos de dados atuais não podem responder a todas as perguntas.
O Telescópio Espacial James Webb vs. Hubble em tamanho (principal) e vs. uma série de outros telescópios (inserção) em termos de comprimento de onda e sensibilidade. Seu poder é verdadeiramente sem precedentes. (NASA/JWST)
Apenas observatórios com capacidades superiores resolverão esses mistérios.
Um dos últimos testes que serão realizados no James Webb da NASA é uma verificação final da sequência de implantação do espelho na íntegra. Com todos os testes de estresse ambiental agora fora do caminho, esperamos que essas últimas verificações sejam rotineiras, abrindo caminho para um lançamento bem-sucedido em 2021. (EQUIPE DE TELESCÓPIO ESPACIAL DA NASA / JAMES WEBB)
Após anos de desenvolvimento, o Telescópio Espacial James Webb da NASA agora está completo .
Este lançamento de 2017 de um foguete Ariane 5 espelha o veículo de lançamento do Telescópio Espacial James Webb da NASA. O Ariane 5 teve uma série de mais de 80 sucessos de lançamento consecutivos antes de uma falha parcial alguns anos atrás. É um dos veículos de lançamento mais confiáveis da história espacial. (ESA-CNES-ARIANESPACE/OPTIQUE VIDÉO DU CSG)
Somente envio e prontidão do site de lançamento/foguete permanecem como obstáculos de pré-lançamento .
Embora os dados mostrados neste gráfico mostrem a duração da janela de lançamento em cada dia ao longo de uma janela específica de 18 meses, a física do lançamento de um foguete não muda ano a ano e, portanto, semelhante (mas não idêntica) ) são esperados em torno da janela de 31 de outubro de 2021. (NASA/STSCI/H. HAMMEL (COMUNICAÇÃO PRIVADA))
Assumindo bem sucedido implantação pós-lançamento , cinco revoluções científicas provável aguardam .
As primeiras estrelas do Universo serão cercadas por átomos neutros de (principalmente) gás hidrogênio, que absorve a luz das estrelas. O hidrogênio torna o Universo opaco ao visível, ultravioleta e uma grande fração da luz infravermelha próxima, mas comprimentos de onda mais longos ainda podem ser observáveis e visíveis para observatórios no futuro próximo. A temperatura durante esse período não era de 3K, mas quente o suficiente para ferver nitrogênio líquido, e o Universo era dezenas de milhares de vezes mais denso do que é hoje em grande escala. (NICOLE RAGER FULLER / FUNDAÇÃO NACIONAL DE CIÊNCIAS)
1.) As primeiras estrelas . Ainda não vimos o primeiras estrelas pós-Big Bang .
A impressão deste artista de uma galáxia massiva primitiva que se forma a partir da fusão de protogaláxias menores mostra como ela deve ser obscurecida pela poeira durante as fases mais rápidas da formação de estrelas. Os olhos infravermelhos de James Webb podem permitir que ele penetre nessa poeira, revelando detalhes das primeiras estrelas já vistas. (JAMES JOSEPHIDES/CHRISTINA WILLIAMS/IVO LABBE)
Os olhos infravermelhos médios de Webb devem revelar objetos de 13,6 bilhões de anos atrás : sem precedentes cedo.
O jato de raios-X mais distante do Universo, do quasar GB 1428, ajuda a ilustrar o quão brilhantes são esses objetos fantásticos. Se pudermos descobrir como usar quasares para medir a expansão do Universo, podemos entender a natureza da energia escura como nunca antes. (RAIO X: NASA/CXC/NRC/C.CHEUNG ET AL; ÓPTICO: NASA/STSCI; RÁDIO: NSF/NRAO/VLA)
2.) Como os buracos negros se formam . Os quasares mais jovens já são bastante massivos.
Se você começar com um buraco negro inicial, semente, quando o Universo tinha apenas 100 milhões de anos, há um limite para a taxa em que ele pode crescer: o limite de Eddington. Ou esses buracos negros começam maiores do que nossas teorias esperam, se formam mais cedo do que percebemos, ou crescem mais rápido do que nossa compreensão atual permite atingir os valores de massa que observamos. (FEIGE WANG, DE AAS237)
Webb deve combinar quasares para hospedar galáxias, descobrindo o crescimento de buracos negros no jovem Universo.
A estrutura espiral em torno da antiga estrela gigante R Sculptoris se deve aos ventos que sopram das camadas externas da estrela enquanto ela passa pela fase AGB, onde grandes quantidades de nêutrons (da fusão carbono-13 + hélio-4) são produzidas e capturadas. O padrão espiral provavelmente aponta para um companheiro binário: algo que nosso Sol não possui. (ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/M. MAERCKER ET AL.)
3.) Ciclos de vida estelares . Estrelas em seus estertores de morte criam elementos pesados em todo o cosmos.
Imagens ALMA de resolução extremamente alta revelaram uma bolha quente no núcleo empoeirado da Supernova 1987A (inserção), que pode ser a localização da estrela de nêutrons ausente. A cor vermelha mostra poeira e gás frio no centro do remanescente de supernova, captado em comprimentos de onda de rádio com o ALMA. Os tons de verde e azul revelam onde a onda de choque em expansão da estrela explodida está colidindo com um anel de material ao redor da supernova. James Webb oferecerá uma visão de objetos como este que será superior em muitos aspectos. (ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), P. CIGAN E R. INDEBETOUW; NRAO/AUI/NSF, B. SAXTON; NASA/ESA)
Ao estudar a poeira interestelar , Webb revelará como o envelhecimento, estrelas massivas e supernovas enriquecem o Universo.
O disco protoplanetário ao redor da estrela HL Tauri em um aglomerado de estrelas jovem pode muito bem ser o melhor análogo de uma formação estelar semelhante ao Sol, com planetas ao seu redor, que já vimos. Este foi o primeiro disco protoplanetário do ALMA a apresentar os anéis e lacunas e, nos últimos 4 anos, o nosso conhecimento da evolução protoplanetária levou-nos cada vez mais perto de uma compreensão completa destes sistemas. (ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/NASA/ESA)
4.) Como se formam os sistemas planetários . Os discos protoplanetários são o laboratório da natureza para a formação de planetas.
A protoestrela IM Lup tem um disco protoplanetário ao seu redor que exibe não apenas anéis, mas uma característica espiral em direção ao centro. É provável que haja um planeta muito massivo causando essas características espirais, mas isso ainda não foi confirmado definitivamente. Nos estágios iniciais da formação de um sistema solar, esses discos protoplanetários causam atrito dinâmico, fazendo com que planetas jovens espiralem para dentro em vez de completar elipses perfeitas e fechadas. (S. M. ANDREWS ET AL. E A COLABORAÇÃO DSHARP, ARXIV: 1812.04040)
Webb observará suas regiões internas , identificando com precisão abundâncias elementares e moleculares ao longo deles.
Imagens diretas de quatro planetas orbitando a estrela HR 8799 a 129 anos-luz de distância da Terra, um feito realizado através do trabalho de Jason Wang e Christian Marois. A segunda geração de estrelas pode já ter planetas rochosos orbitando-as, e planetas mais distantes podem ser resolvidos com imagens diretas. O coronógrafo de Webb nos levará mais perto. (J. WANG (UC BERKELEY) & C. MAROIS (HERZBERG ASTROPHYSICS), NEXSS (NASA), KECK OBS.)
5.) Medição direta da exo-atmosfera . Webb's coronógrafo bloqueará a luz de uma estrela , revelando seus planetas em órbita.
O exoplaneta Proxima b, como mostrado na ilustração deste artista, é considerado inóspito à vida devido ao comportamento de remoção de atmosfera de sua estrela. Deveria ser um mundo de 'olhos', onde um lado sempre torra ao sol e o outro lado sempre permanece congelado. Com um telescópio como James Webb, imagens diretas e medições espectroscópicas, incluindo uma busca por CO2, devem ser possíveis. (ESO/M. KORMESSER)
As moléculas precursoras da vida, e talvez até bioassinaturas , poderá ser descoberto em breve.
A atmosfera do exoplaneta WASP-33b foi examinada à medida que a luz das estrelas era filtrada pela atmosfera do planeta antes de chegar aos nossos olhos. Técnicas semelhantes também podem funcionar para outros exoplanetas, mas para obter imagens da atmosfera de planetas do tamanho da Terra, em oposição ao WASP-33b do tamanho de Júpiter, precisamos de observatórios maiores e mais avançados do que os que temos hoje. O Telescópio Espacial James Webb da NASA quebrará todos os recordes de tamanho de espectroscopia de trânsito que temos atualmente. (NASA / GODDARD)
Principalmente Mute Monday conta uma história astronômica em imagens, recursos visuais e não mais de 200 palavras. Fale menos; sorria mais.
Começa com um estrondo é escrito por Ethan Siegel , Ph.D., autor de Além da Galáxia , e Treknology: A ciência de Star Trek de Tricorders a Warp Drive .
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