Não é exagero dizer que o Telescópio Espacial James Webb (JWST) representa uma nova era para a astronomia moderna.

Lançado em 25 de dezembro do ano passado e totalmente operacional desde julho, o telescópio oferece vislumbres do universo que antes eram inacessíveis para nós. Como o Telescópio Espacial Hubble, o JWST está no espaço, então pode tirar fotos com detalhes impressionantes sem as distorções da atmosfera da Terra.

No entanto, enquanto o Hubble está em órbita ao redor da Terra a uma altitude de 540 km, o JWST está a 1,5 milhão de quilômetros de distância, muito além da lua. Desta posição, longe da interferência do calor refletido do nosso planeta, ele pode coletar luz de todo o universo até a porção infravermelha do espectro eletromagnético.

Essa capacidade, quando combinada com o espelho maior do JWST, detectores de última geração e muitos outros avanços tecnológicos, permite aos astrônomos olhar para as primeiras épocas do universo.

À medida que o universo se expande, ele estende o comprimento de onda da luz que viaja em nossa direção, fazendo com que os objetos mais distantes pareçam mais vermelhos. A distâncias grandes o suficiente, a luz de uma galáxia é totalmente desviada da parte visível do espectro eletromagnético para o infravermelho. O JWST é capaz de sondar essas fontes de luz desde os primeiros tempos, quase 14 bilhões de anos atrás.

O telescópio Hubble continua a ser um grande instrumento científico e pode ver em comprimentos de onda ópticos onde o JWST não pode. Mas o telescópio Webb pode ver muito mais longe no infravermelho com maior sensibilidade e nitidez.

Vamos dar uma olhada em dez imagens que demonstraram o poder impressionante dessa nova janela para o universo.

Apesar de anos de testes no solo, um observatório tão complexo quanto o JWST exigia extensa configuração e testes, uma vez implantado no frio e escuro do espaço.

Uma das maiores tarefas foi desdobrar e alinhar os 18 segmentos hexagonais do espelho em uma fração de comprimento de onda da luz. Em março, a NASA divulgou a primeira imagem (centrada em uma estrela) do espelho totalmente alinhado. Embora fosse apenas uma imagem de calibração, os astrônomos imediatamente a compararam com as imagens existentes daquele trecho do céu – com considerável entusiasmo.

Esta imagem inicial, tirada enquanto todas as câmeras estavam sendo focadas, demonstra claramente a mudança radical na qualidade dos dados que o JWST traz sobre seus predecessores.

À esquerda está uma imagem do telescópio Spitzer, um observatório infravermelho espacial com um espelho de 85 cm; à direita, o mesmo campo da câmera MIRI de infravermelho médio do JWST e do espelho de 6,5 m. A resolução e a capacidade de detectar fontes muito mais fracas estão em exibição aqui, com centenas de galáxias visíveis que foram perdidas no ruído da imagem do Spitzer. Isso é o que um espelho maior situado na escuridão mais profunda e fria pode fazer.

O aglomerado de galáxias com o nome prosaico de SMACS J0723.3–7327 foi uma boa escolha para as primeiras imagens coloridas divulgadas ao público pelo JWST.

O campo está repleto de galáxias de todas as formas e cores. A massa combinada desse enorme aglomerado de galáxias, a mais de 4 bilhões de anos-luz de distância, dobra o espaço de tal forma que a luz de fontes distantes no fundo é esticada e ampliada, um efeito conhecido como lente gravitacional .

Essas galáxias de fundo distorcidas podem ser vistas claramente como linhas e arcos ao longo desta imagem. O campo já é espetacular nas imagens do Hubble (à esquerda), mas a imagem de infravermelho próximo do JWST (à direita) revela uma riqueza de detalhes extras, incluindo centenas de galáxias distantes muito fracas ou muito vermelhas para serem detectadas por seu antecessor.

Essas imagens retratam um grupo espetacular de galáxias conhecido como Quinteto de Stephan, um grupo que há muito interessa aos astrônomos que estudam a maneira como as galáxias em colisão interagem umas com as outras gravitacionalmente.

À esquerda, vemos a visualização do Hubble e, à direita , a visualização do infravermelho médio do JWST . A inserção mostra o poder do novo telescópio, com um zoom em uma pequena galáxia de fundo. Na imagem do Hubble, vemos algumas regiões brilhantes de formação de estrelas, mas apenas com o JWST é que a estrutura completa desta e das galáxias circundantes se revela.

Os chamados Pilares da Criação é uma das imagens mais famosas de toda a astronomia, tirada pelo Hubble em 1995 . Ele demonstrou o alcance extraordinário de um telescópio espacial.

Ele retrata uma região de formação estelar na Nebulosa da Águia, onde gás e poeira interestelar fornecem o pano de fundo para um berçário estelar repleto de novas estrelas. A imagem à direita, tirada com a câmera infravermelha do JWST (NIRCam), demonstra uma outra vantagem da astronomia infravermelha: a capacidade de espiar através do manto de poeira e ver o que está por dentro e por trás.

Esta imagem retrata outro ato de criação galáctica dentro da Via Láctea. Esta estrutura em forma de ampulheta é uma nuvem de poeira e gás que envolve uma estrela em formação – uma protoestrela chamada L1527.

Visível apenas no infravermelho, um "disco de acreção" de material caindo (a faixa preta no centro) eventualmente permitirá que a protoestrela reúna massa suficiente para começar a fundir o hidrogênio, e uma nova estrela nascerá.

Enquanto isso, a luz da estrela ainda em formação ilumina o gás acima e abaixo do disco, criando a forma de ampulheta. Nossa visão anterior disso veio de Spitzer; a quantidade de detalhes é mais uma vez um enorme salto à frente.

A missão do telescópio Webb inclui imagens das galáxias mais distantes desde o início do universo, mas também pode parecer um pouco mais perto de casa.

Embora o JWST não possa olhar para a Terra ou para os planetas internos do Sistema Solar - já que deve sempre estar voltado para longe do Sol - ele pode olhar para fora, para as partes mais distantes do nosso Sistema Solar. Esta imagem infravermelha de Júpiter é um belo exemplo, enquanto observamos profundamente a estrutura das nuvens e tempestades do gigante gasoso. O brilho das auroras nos pólos norte e sul é assustador.

Esta imagem foi extremamente difícil de obter devido ao rápido movimento de Júpiter no céu em relação às estrelas e devido à sua rápida rotação. O sucesso provou a capacidade do telescópio Webb de rastrear alvos astronômicos difíceis extremamente bem.

Essas imagens da chamada Galaxy Phantom ou M74 revelam o poder do JWST não apenas como o mais recente e maior dos instrumentos astronômicos, mas como um complemento valioso para outras grandes ferramentas. O painel do meio aqui combina a luz visível do Hubble com o infravermelho do Webb, permitindo-nos ver como a luz estelar (via Hubble) e o gás e a poeira (via JWST) juntos moldam esta notável galáxia.

Grande parte da ciência do JWST foi projetada para ser combinada com as visualizações ópticas do Hubble e outras imagens para alavancar esse princípio.

Embora esta galáxia - a pequena bolha vermelha na imagem certa - não esteja entre as mais espetacularmente pitorescas que nosso universo tem a oferecer, ela é igualmente interessante cientificamente.

Este instantâneo é de quando o universo tinha apenas 350 milhões de anos, tornando-a uma das primeiras galáxias a se formar. Compreender os detalhes de como essas galáxias crescem e se fundem para criar galáxias como a nossa própria Via Láctea 13 bilhões de anos depois é uma questão-chave, e uma com muitos mistérios remanescentes, tornando descobertas como esta muito procuradas.

É também uma visão que somente o JWST pode alcançar. Os astrônomos não sabiam bem o que esperar; uma imagem desta galáxia tirada com o Hubble pareceria em branco, pois a luz da galáxia é esticada até o infravermelho pela expansão do universo.

Esta imagem é um mosaico (muitas imagens individuais costuradas) centrado no aglomerado gigante de galáxias Abell 2744, coloquialmente conhecido como "Aglomerado de Pandora". O grande número e variedade de fontes que o JWST pode detectar é incompreensível; com exceção de um punhado de estrelas em primeiro plano, cada ponto de luz representa uma galáxia inteira.

Em um pedaço de céu escuro não maior que uma fração da lua cheia, existem milhares de galáxias, realmente trazendo para casa a escala absoluta do universo que habitamos. Astrônomos profissionais e amadores podem passar horas vasculhando esta imagem em busca de curiosidades e mistérios.

Nos próximos anos, a capacidade do JWST de olhar tão fundo e longe no universo nos permitirá responder a muitas perguntas sobre como viemos a existir. Tão emocionantes são as descobertas e questões que ainda não podemos prever. Quando você remove o véu do tempo como somente este novo telescópio pode, esses desconhecidos desconhecidos certamente serão fascinantes.