Ads Top

O que virá depois do James Webb? Talvez um telescópio de 12 metros.

Um verdadeiro sucessor do Telescópio Espacial Hubble vai olhar para os exoplanetas e fazer pesquisas.

Uma simulação do que uma galáxia vista pelo Hubble (à esquerda) pareceria se fosse vista com o Telescópio Espacial de Alta Definição (direita).
Um grupo de astrônomos revelou um novo relatório sobre trabalhos realizados a respeito do observatório que irá suceder o James Webb, quando sua vida útil chegar ao fim. O relatório pede pela próxima geração de observatório que cubra os mesmos comprimentos de onda que o Hubble - do ultravioleta ao infravermelho e comportam equipamentos especializados em imageamento de planetas. Mas o verdadeiro atrativo é o tamanho do espelho primário: 12 metros, o maior espelho único em um telescópio tanto em Terra quanto no espaço.

O Telescópio, que atualmente é chamado de Telescópio Espacial de Alta Definição (HDST - HIgh Definition Space Telescope), não poderia ser lançado antes do final da década de 2030, o que parece ser um tempo de construção muito longo. Mas Matt Mountain, o presidente da associação das Universidades para Pesquisa em Astronomia, disse que o primeiro relatório mencionando planos para além do Hubble foi produzido apenas em 1996. O James Webb não seria enviado à órbita antes de 2018. Dessa forma, é necessário muito tempo para projetos desta natureza.

Embora o projeto possa parecer audacioso, ele é relativamente conservador. Toda a tecnologia necessária para o telescópio funcionar já está em desenvolvimento ou funcionando em uma escala menor. Por exemplo, o HDST utilizará o mesmo espelho segmentado desenvolvido para o James Webb, mas os segmentos serão em maior número. Haverá um anel extra, portanto formando um espelho maior. O tamanho de 12 metros está dimensionado para caber no interior da carenagem de um Foguete Heavy Delta IV. Ele é o maior para esse tipo de transporte. Nas palavras de Julianne Dalcanton, da Universidade de Washington, "é como se fosse a última mala na gaveta de cima - você simplesmente não tem como acomodar mais do que isso".

Outras tecnologias exigirão algum trabalho adicional, assim como um coronógrafo para bloquear a luz das estrelas permitindo avistar diretamente exoplanetas. Em 1995, o melhor coronógrafo podia escurecer o brilho da estrela por um fator de 100, de acordo com o amigo de Dalcanton, o autor Dave Shiminovich. Atualmente, um coronógrafo pode fazer o mesmo trabalho por um fator de 1 milhão. Para o HDST, nós precisamos aumentar esse número para 10 bilhões para conseguir capturar uma imagem de um planeta parecido com a Terra, orbitando uma estrela parecida com nosso Sol.

O coronógrafo precisa que o espelho seja ajustado de forma perfeita para fazer jus a sua performance, que exigiria uma forma avançada de ótica adaptativa, com o intuito de redefinir o estado do espelho, levando em consideração ruídos térmicos, como também de vibrações.

Em parte pela falta de uma tecnologia radicalmente nova, o grupo estimou que ele custaria algo em torno do que o James Webb custou, que, depois de várias barreiras tecnológicas superadas, giraria em torno de 8 bilhões de dólares. Com cifras literalmente astronômicas como essa, NASA e a National Science Foundation são acionadas para sempre para poderem ajudar no mega projeto.


Comparado com outros telescópios espaciais, o espelho primário do HDST seria enorme.
Então, se você está indo pedir para construir, você precisa de um bom argumento. Para o Hubble, projetado em uma época que não havia óptica adaptativa, a promessa era fotografar objetos que produziam luz e que essa luz era distorcida ou absorvida pela atmosfera. Para o telescópio Webb, a promessa foi fotografar em comprimentos de onda que nos permitam observar a formação das primeiras galáxias do Universo. Para o HDST, a história deixa bem definido seu objetivo: imagear exoplanetas diretamente.

Por hora, existem várias missões dedicadas de caça à exoplanetas, tanto em execução, como também em fase de projeto. Então por que aderir a ideia de um telescópio com propósitos diversos? O relatório em si é bastante objetivo: construir algo grande como este exigiria o apoio de toda a comunidade astronômica. Misturar a caça à exoplanetas, estendendo o escopo do projeto é a única maneira de conseguir isso.

Sara Seager, do MIT,  uma das autoras do relatório, mostrou um exemplo de imagem de como o Sistema Solar se pareceria quando visto à distância por esse equipamento.  Mercúrio está perdido na área apagada, por que foi preciso reduzir a luz da estrela e Marte é muito pequeno. Mas a Terra, Vênus, e Júpiter são facilmente visíveis. No total, estima-se que haja 600 estrelas suficientemente próximas da Terra para se obter uma imagem de planetas de tamanho semelhante e, assim, obtermos um espectro completo da luz da estrela que incide neles reflete em nossa direção. Mas para obter êxito, a observação teria que durar uma semana (os fótons refletidos devem chegar a uma taxa de um por segundo). Baseado em estatísticas da missão de Kepler, nós poderíamos esperar dúzias de planetas Terra com essa quantidade de estrelas.

Se existem planetas orbitando em metade das estrelas no campo de visão do HDST,  a obtenção de seus espectros ocuparia cerca de metade da expectativa de vida do telescópio. Mas isso não significa que o telescópio será inútil para outras áreas da astronomia durante este tempo. No Hubble, a disposição dos instrumentos no plano focal do espelho permite que mais de um instrumento funcione ao mesmo tempo. No HDST, isso significa que um espectrógrafo de imagens de planetas pode coletar dados ao mesmo tempo que um imageador panorâmico está captando o equivalente do Campo Profundo de Hubble, observando algumas das primeiras galáxias do Universo.

Na verdade, cálculos feitos pela equipe sugerem que o HDST teria "100 parsecs (ou 326.15 anos-luz) resolução espacial ou mais, para qualquer objeto observável em todo o Universo" (itálico deles). Isso é aproximadamente o tamanho de regiões de formação de estrelas típicas em galáxias individuais, de acordo com Dalcanton. Apontada para os objetos mais antigos do Universo, esse tipo de resolução poderia revolucionar completamente nossa compreensão de como as galáxias estavam reunidas - e isso poderia ser feito em apenas algumas horas, em contraste às várias semanas que o Hubble leva.

Neil deGrasse Tyson observa a audiência no momento em que um dos autores do novo relatório responde uma pergunta

(Dalcanton tinha uma quantidade de imagens no estilo "antes e depois" para demonstrar como a nova resolução iria melhorar em relação às imagens do Hubble. Mas quando falaram e demonstraram imagens sobre o campo profundo, ela disse que era simplesmente impossível saber o que poderia haver nos espaços entre as primeiras galáxias.)

Excluindo momentaneamente exoplanetas do assunto, a resolução nos trará, obviamente, excelentes observações de outros objetos, incluindo aqueles em nosso próprio Sistema Solar. Como disse Dalcanton, "pode ​​reconhecer coisas do tamanho de Manhattan na órbita de Júpiter".

(Há muitos outros detalhes que ainda não foram resolvidos. Por exemplo, embora a localização do telescópio seja no Ponto Lagrange L2 além da Lua (ver imagem abaixo), ainda pode valer a pena realizar manutenções nele. (Neil deGrasse Tyson perguntou ao astronauta Mike Massimino se ele estaria disposto a viajar mais de 1.5 milhões de km no espaço para consertar o telescópio. O que Massimino respondeu: "Yeah!" Sugeriu Tyson estava louco por perguntar.)

São locais no espaço onde as forças gravitacionais e o movimento orbital dão equilíbrio de um corpo em relação ao outro, onde um terceiro objeto, de baixa massa, como uma nave espacial, mantém sua posição com muito pouco consumo de combustível. Pontos de Lagrange representados no sistema Sol-Terra (fora de escala)

A maneira pela qual esses cientistas esperam to vender a ideia ao Congresso: a busca para encontrar evidência no espectro de outros planetas, onde a vida tenha alterado a composição de suas atmosferas. Montanha realmente espera que nós a encontraremos. De fato, ele comparou a (na visão dele) inevitável descoberta aos trabalhos de Copérnico e Darwin. Isso mudaria a visão da humanidade sobre o nosso lugar no Universo.


Fonte: Ars Technica

[Tradução: Diogo Furlan - No Facebook e instagram como: @difurlan1]


Nenhum comentário:

Tecnologia do Blogger.