O Telescópio Espacial James Webb capturou as suas primeiras imagens e espectros de Marte no dia 5 de setembro de 2022.
O telescópio, colaboração internacional entre a NASA, a ESA e a CSA, fornece uma perspetiva única do nosso planeta vizinho com a sua sensibilidade infravermelha, complementando dados recolhidos por orbitadores, rovers e outros telescópios.
O posto de observação único do Webb, a quase 1,5 milhões de quilómetros de distância no ponto de Lagrange 2 (L2) do sistema Sol-Terra, proporciona uma visão do lado iluminado pelo Sol (aquele que está virado para o telescópio).
Como resultado, o Webb pode capturar imagens e espectros com resolução espectral necessária para estudar fenómenos de curto prazo como tempestades de poeira, padrões meteorológicos, mudanças sazonais e, numa única observação, processos que ocorrem em diferentes momentos (dia, pôr-do-Sol e noite) do dia marciano.
Por estar tão perto, o Planeta Vermelho é um dos objetos mais brilhantes no céu noturno, tanto em termos de luz visível (que os olhos humanos podem ver) como no infravermelho que o Webb foi concebido para detetar. Isto coloca desafios especiais ao observatório, que foi construído para detetar a luz extremamente ténue das galáxias mais distantes do Universo.
Os instrumentos do Webb são tão sensíveis que, sem técnicas especiais de observação, a brilhante luz infravermelha de Marte cega o telescópio, provocando um fenómeno conhecido como “saturação do detetor“. Os astrónomos ajustaram-se ao brilho extremo de Marte utilizando exposições muito curtas, medindo apenas parte da luz que atinge os detetores e aplicando técnicas especiais de análise de dados.
As primeiras imagens de Marte pelo Webb, capturadas pelo instrumento NIRCam (Near-Infrared Camera), mostram uma região do hemisfério oriental do planeta em dois comprimentos de onda, ou cores de luz infravermelha. Esta imagem mostra um mapa de referência de superfície da NASA e do MOLA (Mars Orbiter Laser Altimeter) à esquerda, com os dois campos de visão do NIRCam sobrepostos. As imagens no infravermelho próximo pelo Webb são vistas à direita.
O primeiro espectro no infravermelho próximo de Marte, pelo Webb, capturado pelo instrumento NIRSpec (Near-Infrared Spectrograph), demonstra o poder do Webb em estudar o Planeta Vermelho com espectroscopia.
Enquanto as imagens de Marte mostram diferenças de luminosidade integradas num grande número de comprimentos de onda de lugar para lugar em todo o planeta num determinado dia e hora, o espectro mostra as subtis variações de luminosidade entre centenas de diferentes de comprimentos de onda, representativas do planeta como um todo. Os astrónomos vão analisar as características do espectro para recolher informações adicionais sobre a superfície e atmosfera do planeta.
No futuro, o Webb vai utilizar estas imagens e dados espectroscópicos para explorar as diferenças regionais em todo o planeta e para procurar elementos vestigiais na atmosfera, incluindo metano e cloreto de hidrogénio.
Estas observações de Marte foram realizadas como parte do programa GTO (Guaranteed Time Observation) do Sistema Solar do Ciclo 1 do Webb, liderado por Heidi Hammel do AURA (Association of Universities for Research in Astronomy).
A ESA opera dois orbitadores marcianos, a sonda Mars Express e a sonda ExoMars TGO (Trace Gas Orbiter), que forneceram vários conhecimentos sobre a atmosfera e superfície do Planeta Vermelho. Além disso, a ESA colabora com a JAXA na missão MMX (Martian Moons eXploration), a lançar em breve para a lua de Marte, Fobos.
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