Como o James Webb mudou a astronomia: material de estudo de inglês

This is MIRI, the mid-infrared camera onboard the James Webb telescope. Cultura

Esta é a MIRI, a câmera de infravermelho médio a bordo do telescópio James Webb.

Watch what happens when light enters the camera.

Veja o que acontece quando a luz entra na câmera.

A complex series of mirrors and filters direct and split the light up into different wavelengths,

Uma série complexa de espelhos e filtros direcionam e dividem a luz em diferentes comprimentos de onda,

which are then resized and directed onto the sensors.

que são então redimensionados e direcionados aos sensores.

With this camera,

Com essa câmera,

Webb can see extremely distant stars and galaxies

o Webb pode ver estrelas e galáxias extremamente distantes

that are completely invisible to the human eye.

que são completamente invisíveis ao olho humano.

This is only possible by cooling the camera down to just 6° above absolute zero. Cultura

Isso só é possível resfriando a câmera para apenas 6° acima do zero absoluto.

But why does it need to be so cold?

Mas por que precisa ser tão fria?

In this video,

Neste vídeo,

we're going to look at how Webb captures infrared light Cultura

vamos ver como o Webb captura a luz infravermelha

and how a simple sound like this

e como um som simples como este

is used to cool its camera all the way down to a mind-boggling temperature. Notas

é usado para resfriar a sua câmera até uma temperatura impressionante.

We'll also be giving away this LEGO ISS model,

Também vamos sortear este modelo da EEI da LEGO,

so stick around to the end of the video Verbos frasais

então fique até o final do vídeo

to see how you could win.

para ver como você pode ganhar.

All of the cameras onboard James Webb detect infrared light,

Todas as câmeras a bordo do James Webb detectam luz infravermelha,

which is invisible to the human eye.

que é invisível ao olho humano.

As light travels through space,

À medida que a luz viaja pelo espaço,

its wavelength is constantly being stretched.

seu comprimento de onda está sendo constantemente esticado.

If something is far enough away, Gramática

Se algo estiver longe o suficiente,

the light will be stretched so much that it is no longer visible by the time it reaches us. Gramática

a luz será esticada tanto que não será mais visível quando chegar até nós.

This means there is a physical limit on how far we can see into space.

Isso significa que há um limite físico de quão longe podemos ver no espaço.

Since MIRI's sensors are made from arsenic and silicon,

Como os sensores da MIRI são feitos de arsênico e silício,

it can detect this super stretched infrared light and see beyond that limit.

ela pode detectar essa luz infravermelha superesticada e ver além desse limite.

These sensors work like regular camera sensors

Esses sensores funcionam como sensores de câmeras normais

by converting photons of light into an electrical signal.

convertendo fótons de luz em um sinal elétrico.

But in order to detect the faint signals of infrared light,

Mas para detectar os sinais fracos da luz infravermelha,

the sensors on MIRI have to be extremely sensitive.

os sensores da MIRI precisam ser extremamente sensíveis.

Increasing the sensitivity, however, introduces a lot of noise. Vocabulário

Aumentar a sensibilidade, no entanto, introduz muito ruído.

Whenever we point a camera at something,

Sempre que apontamos uma câmera para algo,

its sensor isn't just detecting what we want it to see.

seu sensor não está apenas detectando o que queremos que ela veja.

There is so much more light bouncing around us that our eyes simply can't detect.

Há muito mais luz quicando ao nosso redor que nossos olhos simplesmente não conseguem detectar.

This can trick the pixels in the sensor into registering random levels of light, Gramática

Isso pode enganar os pixels no sensor, fazendo-os registrar níveis aleatórios de luz,

creating a layer of noise in the image.

criando uma camada de ruído na imagem.

If the thing you are looking at has a bright enough signal,

Se a coisa para a qual você está olhando tiver um sinal brilhante o suficiente,

it will stand out much more compared to the noise. Verbos frasais

ela se destacará muito mais em comparação ao ruído.

However, if the thing you are trying to image is faint,

No entanto, se a coisa que você está tentando fotografar for fraca,

like the infrared light from a galaxy,

como a luz infravermelha de uma galáxia,

you'll need to increase the sensitivity of the sensor,

você precisará aumentar a sensibilidade do sensor,

which in turn will drastically increase the noise. Discurso

o que, por sua vez, aumentará drasticamente o ruído.

Since Webb is detecting infrared light,

Como o Webb está detectando luz infravermelha,

the problem gets even worse.

o problema fica ainda pior.

Every object in our universe emits heat energy,

Todo objeto em nosso universo emite energia térmica,

some of which is in the form of light.

parte da qual é na forma de luz.

Most objects aren't quite hot enough to emit visible light,

A maioria dos objetos não é quente o suficiente para emitir luz visível,

but they do emit a lot of infrared light.

mas eles emitem muita luz infravermelha.

The hotter the object, Gramática

Quanto mais quente o objeto,

the more infrared light it will emit,

mais luz infravermelha ele emitirá,

which is essentially how thermal imaging cameras work.

que é essencialmente como as câmeras de imagem térmica funcionam.

Because of this, James Webb itself would emit so much infrared light

Por causa disso, o próprio James Webb emitiria tanta luz infravermelha

that its sensors would be completely drowned out. Verbos frasais

que seus sensores seriam completamente ofuscados.

And so, in order to limit the amount of infrared light produced by the telescope,

E por isso, a fim de limitar a quantidade de luz infravermelha produzida pelo telescópio,

its cameras need to be kept at a temperature of -234°.

suas câmeras precisam ser mantidas a uma temperatura de -234°.

That is extremely cool,

Isso é extremamente legal,

just like Wondrium, the sponsor of today's video.

assim como o Wondrium, o patrocinador do vídeo de hoje.

Wondrium is a learning platform where you can explore a variety of subjects,

O Wondrium é uma plataforma de aprendizado onde você pode explorar uma variedade de assuntos,

including some of my favorites,

incluindo alguns dos meus favoritos,

technology, science, and space exploration.

tecnologia, ciência e exploração espacial.

One of the best ones I came across was the search for exoplanets, Verbos frasais

Um dos melhores que encontrei foi a busca por exoplanetas,

which tells you all about the technologies and methods

que conta tudo sobre as tecnologias e métodos

used to discover new planets beyond our solar system,

usados para descobrir novos planetas além do nosso sistema solar,

just like those used on the James Webb telescope.

exatamente como os usados no telescópio James Webb.

Wondrium offers a diverse collection of videos, tutorials, and documentaries,

O Wondrium oferece uma coleção diversificada de vídeos, tutoriais e documentários,

giving you the opportunity to learn from experts and hear their firsthand experiences. Frases

dando a você a oportunidade de aprender com especialistas e ouvir suas experiências em primeira mão.

Plus, with new offers every month,

Além disso, com novas ofertas todo mês,

you'll never run out of new and exciting things to discover. Verbos frasais

você nunca ficará sem coisas novas e empolgantes para descobrir.

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Você pode aproveitar todos os cursos deles sem anúncios, de qualquer lugar, em qualquer dispositivo.

And best of all,

E o melhor de tudo,

they're offering the Primal Space community a free trial starting today.

eles estão oferecendo à comunidade Primal Space um teste gratuito a partir de hoje.

If you're looking to challenge yourself and expand your knowledge,

Se você está procurando se desafiar e expandir seus conhecimentos,

then Wondrium is the perfect place for you.

então o Wondrium é o lugar perfeito para você.

Don't wait any longer.

Não espere mais.

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In order for MIRI to operate at -267°, Gramática

Para que a MIRI opere a -267°,

it's located behind the massive five-layer sunshield.

ela fica localizada atrás do enorme escudo solar de cinco camadas.

This alone reflects so much heat

Isso por si só reflete muito calor

and cools Webb's cameras down to around -234°.

e resfria as câmeras do Webb até cerca de -234°.

But, since MIRI is much more sensitive than the other cameras,

Mas, como a MIRI é muito mais sensível do que as outras câmeras,

it faces an even bigger problem, dark current. Cultura

ela enfrenta um problema ainda maior: a corrente escura.

This is where the atoms inside the sensor itself vibrate and mistakenly register a photon of light, Discurso

É quando os átomos dentro do próprio sensor vibram e registram erroneamente um fóton de luz,

creating more noise.

criando mais ruído.

Since temperature is just a measure of how fast an atom vibrates, Frases

Como a temperatura é apenas uma medida de quão rápido um átomo vibra,

lowering the temperature will lower the vibration and therefore reduce the amount of dark current.

diminuir a temperatura diminuirá a vibração e, portanto, reduzirá a quantidade de corrente escura.

Even at -234°,

Mesmo a -234°,

the vibration of these atoms would be too much for MIRI's sensor.

a vibração desses átomos seria demais para o sensor da MIRI.

And so, they have to be cooled all the way down to -267°,

E então, eles têm que ser resfriados até os -267°,

just 6° above absolute zero.

apenas 6° acima do zero absoluto.

At this temperature,

Nesta temperatura,

the atoms in the sensor are almost completely still,

os átomos no sensor estão quase completamente imóveis,

drastically reducing the noise and allowing the faint infrared signals to shine through.

reduzindo drasticamente o ruído e permitindo que os fracos sinais infravermelhos brilhem.

But how did NASA take these sensors all the way down to -267°?

Mas como a NASA levou esses sensores até os -267°?

The cooling process all starts here,

O processo de resfriamento começa todo aqui,

at the bottom of the telescope,

na parte inferior do telescópio,

with a device called a pulse tube. Cultura

com um dispositivo chamado tubo de pulso.

Inside these tubes are two pistons,

Dentro desses tubos há dois pistões,

which move back and forth to compress the helium into the pulse tube. Frases

que se movem para frente e para trás para comprimir o hélio no tubo de pulso.

Since this movement would create a lot of unwanted vibration,

Como esse movimento criaria muita vibração indesejada,

these pistons have to move in the exact opposite direction

esses pistões devem se mover na direção exatamente oposta

with precision timing to cancel out each other's movement. Verbos frasais

com o tempo preciso para anular o movimento um do outro.

These pistons move very quickly,

Esses pistões se movem muito rapidamente,

just like a speaker,

exatamente como um alto-falante,

to create a low-frequency sound wave with a frequency of 30 Hz.

para criar uma onda sonora de baixa frequência, com uma frequência de 30 Hz.

This sound wave travels down the tube

Essa onda sonora viaja pelo tubo

and gets compressed once it reaches the end,

e é comprimida assim que chega ao fim,

creating an area of higher pressure.

criando uma área de pressão mais alta.

Then, as it bounces back in the opposite direction,

Então, conforme ela volta na direção oposta,

it expands, creating an area of low pressure

ela se expande, criando uma área de baixa pressão

before being compressed once again.

antes de ser comprimida mais uma vez.

If the next wave is sent out exactly as the previous one returns, Gramática

Se a próxima onda for enviada exatamente quando a anterior retorna,

it means the frequency perfectly matches that of the tube. Gramática

isso significa que a frequência combina perfeitamente com a do tubo.

This creates a standing wave Cultura

Isso cria uma onda estacionária

where the areas of high and low pressure remain in the same place.

onde as áreas de alta e baixa pressão permanecem no mesmo lugar.

By tripling the frequency,

Ao triplicar a frequência,

it causes the waves to combine and create a stationary wave

faz com que as ondas se combinem e criem uma onda estacionária

with multiple areas of high and low pressure.

com várias áreas de alta e baixa pressão.

Since temperature and pressure are related,

Como temperatura e pressão estão relacionadas,

this also leads to areas of high and low temperature.

isso também leva a áreas de alta e baixa temperatura.

This alone wouldn't change the overall temperature

Isso por si só não mudaria a temperatura geral

because the hot and cold parts simply cancel each other out.

porque as partes quentes e frias simplesmente se anulam.

But, if there was a way to extract the hot parts, Gramática

Mas, se houvesse uma maneira de extrair as partes quentes,

then the temperature would start to drop.

então a temperatura começaria a cair.

And so, three heat exchangers

E assim, três trocadores de calor

made of thin metal sheets Frases

feitos de finas folhas de metal

are placed at the points where the hot and cold gas meet.

são colocados nos pontos onde os gases quente e frio se encontram.

These allow the gas to pass through whilst also absorbing some of its temperature, Vocabulário

Eles permitem que o gás passe, ao mesmo tempo em que absorvem um pouco de sua temperatura,

causing a heat gradient to form. Gramática

fazendo com que um gradiente térmico se forme.

The heat from the hot side is pulled out

O calor do lado quente é extraído

and sent to the radiators via a heat exchanger.

e enviado aos radiadores através de um trocador de calor.

Then, the cold temperatures on the other side are also drawn out. Verbos frasais

Então, as baixas temperaturas do outro lado também são extraídas.

This causes the temperature to drop from 27° all the way down to -256°

Isso faz com que a temperatura caia de 27° até os -256°

at the final heat exchanger.

no trocador de calor final.

But how is this used to cool the sensors located at the opposite end of the telescope?

Mas como isso é usado para resfriar os sensores localizados na extremidade oposta do telescópio?

Next to the pulse tube is another set of pistons

Ao lado do tubo de pulso há outro conjunto de pistões

that compress helium in a completely separate line of tubing.

que comprimem hélio em uma linha de tubulação completamente separada.

This line passes through the cold parts of the pulse tube's heat exchangers,

Essa linha passa pelas partes frias dos trocadores de calor do tubo de pulso,

cooling the helium all the way down to around -256°.

resfriando o hélio até cerca de -256°.

But still the helium isn't quite cold enough. Gramática

Mas ainda assim o hélio não está frio o suficiente.

From there, the helium goes on a long journey,

De lá, o hélio segue em uma longa jornada,

winding its way up through 10 m of thin tubing until it reaches the cold head assembly. Figurado

serpenteando por 10 m de tubulação fina até chegar ao conjunto da cabeça fria.

Inside, there is another heat exchanger and a tiny hole less than 1 mm in diameter. Frases

Lá dentro, há outro trocador de calor e um pequeno buraco com menos de 1 mm de diâmetro.

The helium is pushed through the hole

O hélio é empurrado pelo buraco

and undergoes something called the Joule-Thomson effect. Cultura

e passa por algo chamado efeito Joule-Thomson.

As the gas moves through the hole,

À medida que o gás se move pelo buraco,

it gets compressed before quickly expanding on the other side. Gramática

ele é comprimido antes de se expandir rapidamente do outro lado.

This rapid expansion causes the pressure to drop, Gramática

Essa rápida expansão faz a pressão cair,

cooling the gas very quickly.

resfriando o gás muito rapidamente.

This is why blowing air through our mouth is colder

É por isso que soprar ar pela nossa boca é mais frio

if we make a smaller hole with our lips.

se fizermos um buraco menor com os lábios.

On James Webb,

No James Webb,

this cools the helium all the way down to just -267°.

isso resfria o hélio até apenas -267°.

From here, the helium flows on to copper plates attached to the back of MIRI's sensors,

A partir daqui, o hélio flui para placas de cobre fixadas na parte de trás dos sensores da MIRI,

cooling them down to the required temperature.

resfriando-os para a temperatura necessária.

After that, the helium has done its job Figurado

Depois disso, o hélio fez seu trabalho

and it flows back down the telescope where the entire process begins again.

e flui de volta pelo telescópio, onde todo o processo recomeça.

When NASA began designing James Webb,

Quando a NASA começou a projetar o James Webb,

no cryocooler with this level of cooling existed.

não existia nenhum criocooler com esse nível de resfriamento.

And so, engineers had to really push the boundaries of physics, Figurado

E assim, os engenheiros tiveram que realmente ultrapassar os limites da física,

all while conforming to the limits of fitting it into a space telescope. Gramática

tudo enquanto se adequavam aos limites de encaixá-lo em um telescópio espacial.

And now,

E agora,

time for something really special.

é hora de algo muito especial.

The winner of the previous giveaway is Daniel Weinman.

O vencedor do sorteio anterior é Daniel Weinman.

Congratulations.

Parabéns.

But, as always,

Mas, como sempre,

we'll be giving away another awesome space prize in the next video.

vamos sortear outro incrível prêmio espacial no próximo vídeo.

To win this amazing LEGO space station model,

Para ganhar este incrível modelo de estação espacial da LEGO,

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inscreva-se no link abaixo

and leave a comment saying how long you think James Webb will operate for. Gramática

e deixe um comentário dizendo por quanto tempo você acha que o James Webb vai operar.

Thank you very much for watching

Muito obrigado por assistir

and I'll see you in the next video.

e vejo você no próximo vídeo.