Um céu limpo à noite oferece uma das mais belas visões da natureza
O olho se adapta à escuridão e a pupila se alarga
para coletar mais luz e permitir que estrelas menos brilhantes se tornem visíveis.
Mas a área coletora do olho humano é pequena.
Para uma visão mais profunda do céu noturno, os astrônomos precisam de telescópios com espelhos primários enormes para um melhor resultado.
Este é o ESOcast!
Ciência de ponta e os bastidores do ESO,
O Observatório Europeu do Sul.
Explorando a fronteira final com a apresentação do Dr J, também conhecido como Dr Joe Liske.
Por que os astrônomos querem ter telescópios cada vez maiores?
Bem, é bastante simples, na verdade!
Há apenas duas razões:
A primeira é que quanto maior o espelho primário de seu telescópio
mais luz você pode coletar por unidade de tempo.
E isso significa que você pode observar objetos cada vez menos brilhantes.
A razão número dois é que a resolução de seu telescópio,
que é a nitidez das imagens que podem ser feitas com seu telescópio
depende do tamanho do seu espelho primário.
Quanto maior seu telescópio, mais nítidas as imagens que você pode fazer.
Mas qual é o limite? Quão grande você pode fazer um telescópio?
E quais os desafios encontrados na construção de telescópios cada vez maiores?
Desde a invenção do telescópio refletor,
os espelhos tornaram-se cada vez maiores.
Quando o telescópio de 3,6 metros do ESO em La Silla iniciou suas operações em 1977
Era um típico exemplo de desenho clássico dos maiores telescópios da época.
O espelho primário consistia de uma única peça de vidro com diâmetro de 3,6 metros.
Para fazer um espelho tão grande que fosse rígido e sólido, ele tem que ser relativamente espesso - o que o torna muito pesado:
O espelho de 3,6 metros tem cerca de meio metro de espessura e pesa por volta de 11 toneladas!
Para que este espelho tão pesado possa ser apontado com precisão,
Uma estrutura pesada, ainda que precisamente balanceada, tem que ser construída ao redor dele.
Telescópios com espelhos ainda maiores e mais espessos, e portanto mais pesados, foram construídos,
mas eventualmente, tornou-se óbvio que o limite do desenho clássico tinha sido atingido.
Neste ponto, será que os engenheiros desistiram de sonhar com telescópios ainda maiores?
Bem, é claro que não.
Mas abrir caminho para espelhos maiores e mais leves exigiu ideias inovadoras.
O resultado foi o Telescópio de Nova Tecnologia do ESO, ou NTT na sigla em inglês.
O NTT foi um telescópio verdadeiramente revolucionário na época em que foi construído,
porque ele apresentava um sistema chamado ótica ativa.
Até então, antes da invenção da ótica ativa, os espelhos de telescópios tinham que ser espessos
e desta forma pesados, para serem rígidos,
mas com a ótica ativa, os espelhos de telescópios poderiam ser flexíveis
e com isso relativamente leves e finos.
O fino espelho do NTT é mais suscetível à deformação em virtude da gravidade.
Com a ótica ativa, o espelho flexível é colocado em um complexo sistema de suportes com atuadores contro- lados por computador que ajustam a forma do espelho
e compensam a deformação do espelho durante as observações.
Desta forma, a melhor qualidade de imagem possível é mantida durante todo o tempo.
O NTT foi um tremendo sucesso!
Apesar de seu espelho principal ser de 3,6 metros de diâmetro, ele tem apenas 24 centímetros de espessura.
O novo desenho de espelho possibilitou quebrar a barreira de 6 metros dos telescópios clássicos e abriu caminho para espelhos maiores da classe dos 8 metros.
Telescópios como o Very Large Telescope, ou VLT, do ESO.
O VLT consiste de 4 Telescópios Unitários, com espelhos primários de 8,2 metros de diâmetro.
Cada espelho, sem a camada refletora, tem apenas 17,5 cm de espessura e pesa somente cerca de 23 toneladas.
Naturalmente, a ótica ativa tem um papel vital aqui.
A forma do espelho é ativamente controlada por meio de 150 atuadores de força axiais.
Baseados na mais recente tecnologia disponível, o VLT fornece imagens de qualidade ótica excepcional.
Mas um espelho de 8 metros de peça única está no limite em termos de manuseio, transporte e manutenção.
Para poder construir telescópios com áreas coletoras ainda maiores,
você não tem muita escolha a não ser dividir o espelho primário em pedaços individuais chamados segmentos.
Foi o conceito de espelho primário segmentado que permitiu aos astrônomos e engenheiros conceberem telescópios realmente gigantescos.
Telescópios tais como o futuro Telescópio Europeu Extremamente Grande,
que no momento está em seus estágios iniciais de construção.
O E-ELT será um gigantesco espelho principal de 39 metros de diâmetro.
Ele será feito de 798 segmentos hexagonais individuais,
de cerca de 1,4 metros de largura e apenas 5 cm de espessura.
Cada um dos segmentos e suas posições com relação aos segmentos vizinhos
são controlados por computador pelo sistema de ótica ativa.
para manter perfeita a forma geral do espelho principal e sua excepcional precisão de superfície.
De modo geral, o espelho principal oferece uma área coletora sem precedentes de 978 metros quadrados,
que coletará cerca de 15 vezes mais luz que qualquer outro telescópio existente.
Com seu espelho primário de 39 metros,
O Telescópio Europeu Extremamente Grande será de longe o maior telescópio ótico e de infravermelho do mundo.
E não apenas na época em for completado, mas por décadas no futuro.
Todavia, estou certo de que isso não impedirá que os engenheiros concebam formas de construir telescópios ainda maiores.
Quem sabe quais barreiras de tamanho serão quebradas no futuro distante?
Eu sou o Dr. J, finalizando este ESOcast.
Junte-se a nós para mais uma aventura cósmica.
Transcrição por ESO; tradução por André Luiz da Silva. Revisado por Gustavo Rojas.