12/02/2022 - 19:44
O Telescópio Espacial James Webb está quase completando a primeira fase do processo de alinhamento do espelho primário do observatório, que dura meses, usando o instrumento Near Infrared Camera (NIRCam).
O desafio da equipe era duplo: confirmar que o NIRCam estava pronto para coletar luz de objetos celestes e, em seguida, identificar a luz estelar da mesma estrela em cada um dos 18 segmentos do espelho primário. O resultado é um mosaico de imagens de 18 pontos de luz estelar organizados aleatoriamente, o produto dos segmentos de espelho desalinhados do Webb, todos refletindo a luz da mesma estrela de volta ao espelho secundário do Webb e aos detectores do NIRCam.
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O que parece ser uma simples imagem de luz estelar borrada agora se torna a base para alinhar e focar o telescópio para que Webb forneça visões sem precedentes do universo neste verão. Ao longo do próximo mês, a equipe ajustará gradualmente os segmentos do espelho até que as 18 imagens se tornem uma única estrela.
“Toda a equipe do Webb está em êxtase com o quão bem os primeiros passos de obtenção de imagens e alinhamento do telescópio estão ocorrendo. Ficamos muito felizes em ver que a luz chega ao NIRCam”, disse Marcia Rieke, pesquisadora principal do instrumento NIRCam e professora eminente de astronomia da Universidade do Arizona (EUA).
Ótimo ponto de partida
Durante o processo de captura de imagens que começou em 2 de fevereiro, o Webb foi redirecionado para 156 posições diferentes ao redor da localização prevista da estrela e gerou 1.560 imagens usando os 10 detectores do NIRCam, totalizando 54 gigabytes de dados brutos. Todo o processo durou quase 25 horas, mas notavelmente o observatório conseguiu localizar a estrela alvo em cada um de seus segmentos de espelho nas primeiras seis horas e 16 exposições. Essas imagens foram então costuradas para produzir um único e grande mosaico que captura a assinatura de cada segmento de espelho primário em um quadro. As imagens mostradas aqui são apenas uma parte central desse mosaico maior, uma imagem enorme com mais de 2 bilhões de pixels.
“Esta pesquisa inicial cobriu uma área do tamanho da Lua cheia porque os pontos do segmento poderiam estar espalhados no céu”, disse Marshall Perrin, vice-cientista de telescópios do Webb e astrônomo do Space Telescope Science Institute. “Recolher tantos dados no primeiro dia exigiu que todas as operações científicas e sistemas de processamento de dados do Webb aqui na Terra funcionassem sem problemas com o observatório no espaço desde o início. E encontramos luz de todos os 18 segmentos muito perto do centro no início dessa busca! Este é um ótimo ponto de partida para o alinhamento de espelhos.”
Lee Feinberg, gerente de elementos do telescópio óptico Webb no Goddard Space Flight Center da Nasa, explica os estágios iniciais do processo de alinhamento do espelho. Legendas em inglês
Primeiro passo crítico
Cada ponto único visível no mosaico de imagens é a mesma estrela fotografada por cada um dos 18 segmentos de espelhos primários do Webb, um tesouro de detalhes que especialistas em óptica e engenheiros usarão para alinhar todo o telescópio. Essa atividade determinou as posições de alinhamento pós-implantação de cada segmento de espelho, que é o primeiro passo crítico para trazer todo o observatório em um alinhamento funcional para operações científicas.
O NIRCam é o sensor de frente de onda do observatório e um gerador de imagens chave. Ele foi selecionado intencionalmente para ser usado nas etapas iniciais de alinhamento do Webb porque possui um amplo campo de visão e a capacidade única de operar com segurança em temperaturas mais altas do que os outros instrumentos. Ele também é embalado com componentes personalizados que foram projetados especificamente para auxiliar no processo. O NIRCam será usado em quase todo o alinhamento dos espelhos do telescópio. É, no entanto, importante notar que o NIRCam está operando muito acima de sua temperatura ideal enquanto captura essas imagens iniciais de engenharia, e artefatos visuais podem ser vistos no mosaico. O impacto desses artefatos diminuirá significativamente à medida que o Webb se aproximar de suas temperaturas operacionais criogênicas ideais.
“O lançamento do Webb no espaço foi, obviamente, um evento emocionante, mas para cientistas e engenheiros ópticos, este é um momento de ápice, quando a luz de uma estrela está passando com sucesso pelo sistema até um detector”, disse Michael McElwain, cientista do projeto do observatório Webb no Goddard Space Flight Center da Nasa.
No futuro, as imagens do Webb só se tornarão mais claras, mais detalhadas e mais intrincadas à medida que seus outros três instrumentos chegarem às temperaturas operacionais criogênicas pretendidas e começarem a capturar dados. Espera-se que as primeiras imagens científicas sejam entregues ao mundo no verão. Embora este seja um grande momento, confirmando que o Webb é um telescópio funcional, há muito a ser feito nos próximos meses para preparar o observatório para operações científicas completas usando todos os quatro instrumentos.
