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Conheça o KMOS - um dos instrumentos que funcionam no VLT, projetado para revelar detalhes das primeiras galáxias


Até a década de 1920, astrônomos pensavam que a Via Láctea comportava todas as estrelas do Universo. Com o advento de telescópios mais potentes e posteriores debates, chegou-se à conclusão de que a Via Látea é simplesmente uma entre muitas outras galáxias no Universo. Na verdade, uma entre mais de centenas de bilhões de galáxias... Desde então, a jornada para compreender esses objetos têm sido difícil. Estamos estudando as galáxias há menos de 100 anos e ainda há muito o que se saber a respeito.

Por essa razão, astrônomos estão focados em estudar o início e a evolução dessas estruturas no Universo. O K-band Multi Object Spectrograph (KMOS. Traduzindo, "Espectrógrafo de Múltiplos Objetos na banda K"), instalado na Unidade Telescópica 1 do VLT, é especialmente projetado para esse serviço: entender como as galáxias cresceram e evoluíram enquanto o cosmos estava se formando.


Para estudar o desenvolvimento das primeiras galáxias, astrônomos precisam de três coisas: observar em infravermelho, observar muitos objetos ao mesmo tempo, inclusive individualmente e mapear como suas propriedades variam na galáxia como um todo. O KMOS pode realizar cada uma dessas tarefas - e tudo ao mesmo tempo.

Como? O KMOS é como um polvo, mas com 24 braços. Cada braço está equipado com um IFU (Integral Field Unit, ou Unidade de Campo Integral) em sua ponta. "Cada IFU pode ser posicionado na direção de uma galáxia distante e depois podemos obter rapidamente o espectro de até 24 galáxias, o que aponta para um uso eficiente do tempo de uso do telescópio," disse Dimitri Gadotti, cientista responsável pelo KMOS. Antes, uma grande pesquisa por galáxias poderia demorar muitos anos. Agora, com o KMOS mapeando e obtendo as propriedades de muitos objetos simultaneamente, pode-se fazer a mesma pesquisa em poucos meses. 

O KMOS obtém parte do espectro infravermelho pela separação das cores da luz (como um arco-íris) para obter informações como: movimento, idades, composição química, entre outras. 

Por que precisa ser por comprimentos de ondas curtas do infravermelho? Devido à expansão do Universo, a luz muda para comprimentos de onda mais longos, de modo que a luz das galáxias distantes é deslocada dos comprimentos de onda da luz visível para os comprimentos de onda mais vermelhos e infravermelhos mais longos. Assim, os espectros, que contêm grande parte da informação física, são coletados por um detector de infravermelho de ondas curtas muito sensível.

Outra informação interessante a respeito dos braços do KMOS é que eles operam o tempo todo em uma temperatura muito baixa: cerca de -150° Celsius. Isso é necessário pois os próprios braços emitiriam luz infravermelha suficiente para inviabilizar o próprio serviço caso ficassem condicionados a temperatura ambiente. Dimitri salienta que "é um desafio impressionante fazer os braços se moverem a essa temperatura tão baixa."

O KMOS é a segunda geração desse instrumento. Ou seja, há muito trabalho sendo produzido com os dados já coletados. Um dos passos importantes desse trabalho inicial é tentar entender a qualidade e as características desses dados. Nós já vemos que o KMOS nos possibilita estudar a dinâmica de galáxias distantes com uma eficiência sem precedentes," concluiu Dimitri.


Na ponta de cada um dos 24 braços, um pequeno dispositivo óptico divide a imagem em 14 fatias de 14 pixels cada. Estas fatias estão alinhadas na entrada de um dos três espectrógrafos e cada um dispersa a luz no comprimento de onda, formando espectros de cada um dos pixels originais, como visto nesta imagem de um dos três detectores no KMOS. 

Um conjunto de softwares processa essas imagens e reorganiza todos os espectros de tal forma que o astrônomo podem analisar o espectro completo dos 24 objetos independentes nos quais os braços foram posicionados.



[Tradução: Diogo Furlan - no Facebook/Instagram como: @difurlan1]

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