Mon. Jun 17th, 2024

Joseph DePasquale, o LEAD de Processamento de Imagens do Telescópio Espacial James Webb, diz que ver sua primeira imagem colorida foi uma experiência “esmagadora”.

Ainda hoje, o presidente Joe Biden revelará a primeira imagem colorida capturada pelo Telescópio Espacial James Webb (JWST) – com um lote de imagens adicionais programadas para serem lançadas amanhã. Sabemos que a primeira imagem é chamada de “Primeiro Campo Profundo de Webb” e nos fornecerá a imagem mais profunda e de maior resolução do universo já capturada. O lançamento de amanhã incluirá uma visão da espetacular Nebulosa Carina e um grupo distante de galáxias conhecido como Stephan’s Quintet.

Joseph DePasquale, o Lead de Processamento de Imagem

Para Joseph DePasquale, o Lead de Processamento de Imagens JWST do Space Telescope Science Institute – a base americana do projeto em Baltimore, Maryland – a divulgação das imagens será um momento de “alívio” e “gratidão” após meses do que ele descreve como, às vezes, trabalho emocional.

“Posso dizer, sem revelar detalhes, que a primeira imagem em que trabalhei foi uma das primeiras que obtivemos”, diz DePasquale. “Me aprofundei muito nos detalhes. Então, a certa altura, dei um passo para trás e saí do nível de pixel e olhei para a imagem como um todo. Foi uma experiência muito avassaladora, meio comovente”, diz ele. “[Eu estava] literalmente sentado na minha mesa olhando para a primeira imagem colorida real de Webb sabendo que eu sou a primeira pessoa no mundo a ter visto isso. Aquele momento para mim foi simplesmente incrível.”

Alyssa Pagan, Desenvolvedora de Visual Científico.

As imagens que DePasquale e sua colega, Alyssa Pagan, estão processando foram transmitidas de volta pelos 1,5 milhão de quilômetros de espaço entre a Terra e o telescópio como um fluxo de uns e zeros. Eles foram então formados em um arquivo de imagem antes de serem armazenados em um arquivo no Space Telescope Science Institute. Mas essas imagens brutas parecem muito diferentes das fotos que veremos amanhã.

Para começar, os dados brutos têm uma enorme faixa dinâmica. Isso significa que muitos detalhes estão contidos nas regiões escuras da imagem, diz DePasquale. “Quando você abre essa imagem, basicamente parece uma tela em branco, apenas preta, e precisa ser esticada”, diz ele. Esse ‘alongamento’, com software de processamento de imagem, essencialmente ilumina a imagem para revelar as sutilezas ocultas do alvo celestial.

As imagens esticadas são em preto e branco, no entanto, já que os detectores nos instrumentos do JWST criam apenas dados monocromáticos. Para criar visualizações em cores, a equipe teve que “mapear” diferentes comprimentos de onda filtrados de luz infravermelha, capturados em imagens monocromáticas pelo telescópio, em três cores – vermelho, verde e azul. Ao combinar essas três imagens, cujas áreas claras e escuras agora representam a contribuição de cada uma das tonalidades atribuídas, surge uma imagem final colorida.

As equipes do Telescópio Espacial Hubble fizeram algo semelhante nos primeiros anos de sua missão, resultando na famosa “paleta Hubble” de ocre, ouro e azul-petróleo que tornou imagens como a famosa imagem “Pilares da Criação” tão reconhecíveis. Os processadores de imagem JWST seguirão o exemplo do Hubble, mapeando os dados infravermelhos de comprimento de onda mais longo para vermelho e as imagens de comprimento de onda mais curto para verde e depois azul.

Quanto às cores que podem compor uma ‘paleta JWST’, isso realmente depende de qual instrumento do JWST está sendo usado, diz DePasquale. “O NIRCam produziu imagens com tons mais terrosos de marrom e azul profundo, dependendo do objeto. O MIRI, vendo no infravermelho médio, vê o céu de maneira muito diferente e produz algumas cores muito interessantes, inclinando-se mais para o azul e o roxo”, diz ele.

Um aspecto marcante das novas imagens do JWST, visíveis mesmo nos instantâneos monocromáticos já lançados, são as estrelas de seis pontas divididas por uma linha fina. “Isso é muito exclusivo do Webb e acho que em algum momento isso se tornará um indicador icônico [de uma imagem JWST]”, diz DePasquale. O motivo pontiagudo é o que é conhecido como “padrão de difração” e é algo que surge de uma característica do telescópio chamada “função de espalhamento de ponto”.

Essa função de espalhamento de ponto é a maneira pela qual o sistema óptico JWST se “imprime” em uma fonte pontual, como uma estrela brilhante, explica DePasquale. “É muito dependente da construção do observatório”, diz ele. A ótica interna do Hubble, por exemplo, dobrou e interagiu com a luz de fontes pontuais de forma a produzir estrelas com quatro linhas saindo delas.

“O Webb, por ter espelhos hexagonais, imprime uma função de propagação de pontos de aparência completamente diferente. Temos a interação da luz com as bordas dos espelhos e são dezoito deles, então todos contribuem de alguma forma para o visual final”, diz DePasquale. “Os suportes que sustentam o espelho secundário também imprimem parte do padrão.”

Além das idiossincrasias ópticas do telescópio, o que devemos procurar nas novas imagens quando forem reveladas na terça-feira? DePasquale diz que é a nitidez das fotos, por um lado. “O Webb, com sua precisão e resolução, é capaz de trazer um nível de detalhes que nunca conseguimos ver no universo infravermelho”, acrescenta.

Joseph DePasquale, o Lead de Processamento de Imagens iniciou seus trabalhos no James Webb Space Telescope em Março de 2017, estando há 5 anos e 5 meses no projeto.

Alyssa Pagan, Desenvolvedora de Visual Científico para o Instituto AURA. O mesmo na nossa Drª Heidi B. Hammel.

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