Estamos a menos de uma semana do lançamento das primeiras imagens coloridas do Telescópio Espacial James Webb da NASA, mas como o observatório encontra e trava seus alvos?
O Fine Guidance Sensor (FGS) do Webb – desenvolvido pela Agência Espacial Canadense – foi projetado com essa questão específica em mente. Recentemente, ele capturou uma visão de estrelas e galáxias que fornece um vislumbre tentador do que os instrumentos científicos do telescópio revelarão nas próximas semanas, meses e anos.
O FGS sempre foi capaz de capturar imagens, mas seu objetivo principal é permitir medições científicas precisas e imagens com precisão. Quando captura imagens, as imagens normalmente não são mantidas: dada a largura de banda de comunicação limitada entre L2 e a Terra, o Webb envia apenas dados de até dois instrumentos científicos por vez. Mas durante um teste de estabilidade de uma semana em maio, ocorreu à equipe que eles poderiam manter as imagens que estavam sendo capturadas porque havia largura de banda de transferência de dados disponível.
A imagem de teste de engenharia resultante tem algumas qualidades grosseiras. Não foi otimizado para ser uma observação científica; em vez disso, os dados foram obtidos para testar o quão bem o telescópio poderia ficar travado em um alvo, mas sugere o poder do telescópio. Ele carrega algumas características das visões que Webb produziu durante seus preparativos pós-lançamento. Estrelas brilhantes se destacam com seus seis picos de difração longos e bem definidos – um efeito devido aos segmentos de espelho de seis lados do Webb. Além das estrelas, as galáxias preenchem quase todo o fundo.
O resultado – usando 72 exposições em 32 horas – está entre as imagens mais profundas do universo já obtidas, de acordo com cientistas do Webb. Quando a abertura do FGS está aberta, ele não está usando filtros de cores como os outros instrumentos científicos – o que significa que é impossível estudar a idade das galáxias nesta imagem com o rigor necessário para uma análise científica. Mas mesmo ao capturar imagens não planejadas durante um teste, o FGS é capaz de produzir vistas deslumbrantes do cosmos.
“Com o telescópio Webb alcançando uma qualidade de imagem melhor do que o esperado, logo no início do comissionamento, desfocamos intencionalmente os guias em uma pequena quantidade para ajudar a garantir que eles atendessem aos seus requisitos de desempenho. Quando esta imagem foi tirada, fiquei emocionado ao ver claramente toda a estrutura detalhada dessas galáxias fracas. Dado o que sabemos agora que é possível com imagens guiadas de banda larga profunda, talvez essas imagens, tiradas em paralelo com outras observações onde possível, possam ser cientificamente úteis no futuro”, disse Neil Rowlands, cientista do programa do Sensor de Orientação Fina da Webb, em Honeywell Aeroespacial.
Como esta imagem não foi criada com um resultado científico em mente, existem alguns recursos que são bem diferentes das imagens de resolução total que serão lançadas em 12 de julho. Essas imagens incluirão o que será – pelo menos por um curto período de tempo – a imagem mais profunda do universo já capturada, como o administrador da NASA, Bill Nelson, anunciou em 29 de junho.
A imagem FGS é colorida usando o mesmo esquema de cores avermelhado que foi aplicado às outras imagens de engenharia do Webb durante o comissionamento. Além disso, não houve “pontilhamento” durante essas exposições. Dithering é quando o telescópio se reposiciona ligeiramente entre cada exposição. Além disso, os centros das estrelas brilhantes aparecem em preto porque saturam os detectores de Webb, e o apontamento do telescópio não mudou ao longo das exposições para capturar o centro de diferentes pixels dentro dos detectores da câmera. Os quadros sobrepostos das diferentes exposições também podem ser vistos nas bordas e cantos da imagem.
Neste teste de engenharia, o objetivo era travar em uma estrela e testar quão bem Webb poderia controlar seu “rolagem” – literalmente, a capacidade de Webb de rolar para um lado como uma aeronave em vôo. Esse teste foi realizado com sucesso – além de produzir uma imagem que desperta a imaginação dos cientistas que analisarão os dados científicos do Webb, disse Jane Rigby, cientista de operações do Webb no Goddard Space Flight Center da NASA em Greenbelt, Maryland.
“As bolhas mais fracas nesta imagem são exatamente os tipos de galáxias fracas que o Webb estudará em seu primeiro ano de operações científicas”, disse Rigby.
Enquanto os quatro instrumentos científicos do Webb irão revelar a nova visão do universo do telescópio, o Fine Guidance Sensor é o único instrumento que será usado em cada observação do Webb ao longo da vida útil da missão. A FGS já desempenhou um papel crucial no alinhamento da ótica do Webb. Agora, durante as primeiras observações científicas reais feitas em junho e quando as operações científicas começarem em meados de julho, ele guiará cada observação do Webb ao seu alvo e manterá a precisão necessária para o Webb produzir descobertas inovadoras sobre estrelas, exoplanetas, galáxias e até alvos móveis dentro do nosso sistema solar.
Esta imagem de teste do Fine Guidance Sensor foi adquirida em paralelo com a imagem NIRCam da estrela HD147980 durante um período de oito dias no início de maio. Esta imagem de engenharia representa um total de 32 horas de tempo de exposição em vários pontos sobrepostos do canal Guider 2. As observações não foram otimizadas para detecção de objetos fracos, mas mesmo assim a imagem captura objetos extremamente fracos e é, por enquanto, a imagem mais profunda do céu infravermelho. A resposta de comprimento de onda não filtrada do guia, de 0,6 a 5 micrômetros, ajuda a fornecer essa sensibilidade extrema. A imagem é monocromática e é exibida em cores falsas com branco-amarelo-laranja-vermelho representando a progressão do mais claro para o mais escuro. A estrela brilhante (com magnitude 9,3) na borda direita é 2MASS 16235798+2826079. Há apenas um punhado de estrelas nesta imagem – distinguidas por seus picos de difração. O resto dos objetos são milhares de galáxias fracas, algumas no universo próximo, mas muitas, muitas mais no universo distante. Crédito: equipe da NASA, CSA e FGS.
Fonte: NASA
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