Telescópio: Olhar eletrônico

Martha San Juan França

O mais importante instrumento astronômico, desde que há quatro séculos Galileu começou a espiar o céu com uma luneta, está guardado numa sala esterilizada da empresa norte-americana Lockheed Missile and Space, na Califórnia. Trata-se do telescópio espacial Hubble, cujo lançamento está previsto para 1989. Através dele, é possível ler um jornal a uma distancia de 350 quilômetros ou localizar um vaga-lume a 15 mil quilômetros, ou ainda perceber da Terra o espoucar de um flash de máquina fotográfica na Lua. A 550 quilômetros de altura, sem se embaçar com a atmosfera da Terra, o Hubble poderá enxergar o espaço com uma nitidez sete vezes maior que qualquer outro equipamento já construído pelo homem.

Isso quer dizer que pela primeira vez será possível divisar planetas de outras estrelas além do Sol—se é que eles existem—, na Via Láctea e em outras galáxias vizinhas, dando um colossal impulso às pesquisas sobre a vida no cosmos. O Hubble também vai ajudar a decifrar o mistério da origem das galáxias e dos quasares —esses corpos celestes que piscam como faróis a bilhões de anos-luz de distância da Terra. Além disso, com ele se poderá começar a preencher os incomensuráveis claros no mapeamento do Universo, ao se observar astros 350 vezes mais obscuros do que os conhecidos hoje.

O Hubble, assim chamado em homenagem ao astrônomo norte-americano Edwin Hubble (1889-1953), deveria ter sido colocado em órbita pelo ônibus espacial Atlantis, da NASA, em setembro de 1986. Acontece que, com a explosão do Challenger, companheiro do Atlantis, logo após o seu lançamento de Cabo Canaveral, em janeiro do mesmo ano, o programa espacial dos Estados Unidos sofreu um retrocesso do qual ainda não se recuperou. Por isso, o Hubble, apesar de pronto para ser lançado, tem de ficar em terra, mais precisamente numa sala onde o menor grão de poeira pode prejudicar o seu impecável espelho de 2,5 m de diâmetro.

Enquanto o Hubble não sobe, os astrônomos, precisam contentar-se com o que têm ao alcance dos olhos — uma enormidade em relação ao passado mesmo recente mas muito pouco perto do que há para ver. Ou, como compara o astrofísico da Universidade de São Paulo, Augusto Daminelli: “Estamos na situação de quem garimpa à beira do rio quando sabe onde encontrar um filão de ouro maciço”. Para o trabalho de Daminelli — um projeto sobre as chamadas estrelas azuis, de um bilhão de anos—o Hubble seria evidentemente muito útil.

Quando for lançado—dentro dos próximos dois anos, segundo as mais recentes previsões—, o Hubble será a jóia da coroa da Astronomia deste século. Pois nunca na história da humanidade aprendeu-se tanto sobre o Universo como nos últimos vinte anos. Para dar apenas uma idéia do que isso significa, o astrônomo Eugênio Scalise, que pesquisa moléculas interestelares no Rádio Observatório de Itapetinga, em São Paulo, lembra que as informações acumuladas pelo IRAS (sigla em inglês para Satélite Astronômico Infravermelho), que funcionou só de janeiro a novembro de 1983, ainda não foram totalmente interpretadas. “Estamos chegando a um ponto em que o avanço tecnológico está ficando maior que o número de cientistas aptos a usufruir dele”, afirma.

Esses avanços ampliaram o campo de observação dos astrônomos para além daquilo que a vista alcança—ou seja, da luz visível até outras faixas de energia eletromagnética difundidas pelos astros no espaço. Essa difusão ocorre em ondas que medem desde quilômetros, como é o caso das ondas longas de rádio—passando pelas microondas, raios infravermelhos, ultravioletas, raios X—até os bilionésimos de milímetros dos raios gama.

Atualmente já existem. na Terra ou no espaço, telescópios capazes de captar todas essas freqüências. Isso permite saber, por exemplo, como uma estrela nasce, quando começa a brilhar de forma mais intensa, quando se separa de suas nuvens de gás e, enfim, quando explode, transformando-se numa supernova. A visão mais abrangente dos céus foi conquistada aos poucos.

As primeiras estrelas da tecnologia aplicada à Astronomia foram os telescópios óticos. Hoje, quase 380 anos depois que Galileu descobriu os quatro maiores satélites de Júpiter, as manchas solares e os montes e vales da Lua, graças ao telescópio que construiu, o desenvolvimento desse tipo de aparelho parece ter chegado ao auge.

Vem aí o telescópio com espelho de 15,2 m de diâmetro, que será construído no extinto vulcão Mauna Kea, no Havaí, até o final do século. Por enquanto, o maior telescópio é o soviético, com um espelho de 5,9 m, construído em Zelenchukskaya, no Cáucaso. O segundo maior é o de 5 m do monte Palomar, na Califórnia.

Com qualquer deles é possível detectar até a luz de uma vela a 25 mil quilômetros de distância. Além do tamanho dos espelhos, os astrônomos apostam na eletrônica e na informática para obter o máximo de seus telescópios.

Graças ao avanço nessas duas áreas é possível obter mais depressa imagens mais precisas dos astros. Foi por exemplo com um detector de luz chamado Reticon que Luiz Alberto Nicolacci, do Observatório Nacional do Rio de Janeiro, fez um levantamento de grandes estruturas cósmicas no telescópio de 1,60 m do Laboratório Nacional de Astrofísica, em Brasópolis, Minas Gerais. O trabalho demorou quatro anos. Se tivesse sido feito com as antigas placas fotográficas do telescópio do monte Palomar demoraria cerca de cinqüenta anos.

Enquanto evoluíram os telescópios óticos, nasceu a radioastronomia. A descoberta de que os astros emitem ondas de rádio deu-se por acaso. Em 1937, Karl Guthe Jansky, um jovem engenheiro de Nova Jersey, nos Estados Unidos, ficou intrigado com as interferências que atrapalhavam as ligações da companhia telefônica. Ao medir a direção, intensidade e comprimento de onda das interferências, concluiu que as emissões vinham da constelação de Sagitário, no centro da Via Láctea, a 30 mil anos-luz de distancia da Terra. Mas só depois da Segunda Guerra Mundial os cientistas começaram a perceber as oportunidades proporcionadas pelas ondas para o estudo do espaço.

Os primeiros radiotelescópios eram aparelhos de rádio que captavam as ondas eletromagnéticas e reproduziam os respectivos sinais num alto-falante. Dessa forma, era possível ouvir a galáxia, embora essas ondas não sejam sonoras. Hoje em dia, elas são reproduzidas eletronicamente e armazenadas no computador, o que permite obter uma representação gráfica ou numérica dos sinais (veja no poster desta edição o mapa da Via Láctea traçado a partir das emissões de rádio dos astros).

Na radioastronomia, como na astronomia ótica, o importante é ter o maior fluxo possível de energia, como é o caso do radiotelescópio de Arecibo, em Porto Rico, cujo prato tem um diâmetro de 304 m. Desde os anos 60, aparelhos em diferentes países vêm sendo ligados entre si, sincronizando suas medições mediante um processo chamado VLBI (Interferometria de Longa Linha de Base). A imagem final obtida pelo computador corresponde ao alcance do prato de um radiotelescópio de milhares de quilômetros de diâmetro.

A radioastronomia revelou a existência dos pulsares ou estrelas de neutrons, ao captar os lampejos de sua radiação. Mas sua maior contribuição ao conhecimento do cosmos ocorreu em 1965, quando os físicos norte-americanos Arno Penzias e Robert Wilson detectaram uma emissão de rádio uniforme no Universo—o que lhes valeu o prêmio Nobel de Física em 1978. Esse sinal, cuja existência já tinha sido prevista teoricamente desde meados dos anos 40, é interpretado como uma espécie de eco do Big Bang—a explosão que teria dado origem ao Universo há aproximadamente 18 bilhões de anos.

A astronomia do invisível ganhou o maior impulso com a era espacial. Graças a satélites portadores de telescópios no comprimento de ondas de infravermelho, por exemplo, foi possível registrar a partir da década de 70 locais de formação de estrelas. Por mais potentes que fossem, os telescópios convencionais não conseguiriam passar essa informação, pelo fato de que a luz das estrelas em formação fica oculta por densas nuvens de poeira. Já sua energia escapa em forma de radiação infravermelha. O telescópio IRAS, lançado em 1983, identificou 180 mil fontes de radiação na Via Láctea e em outras galáxias.

No ultravioleta, a detecção é mais difícil, porque as emissões acabam totalmente absorvidas pela atmosfera terrestre. No entanto, elas foram captadas pelos satélites Copernicus, lançado pelos Estados Unidos em 1972, e IUE (International Ultraviolet Explorer), uma operação conjunta da NASA, da agência espacial européia ESA e da Inglaterra. Lançado há dez anos, o IUE continua na ativa para fornecer dados sobre as relações entre temperatura e composição química dos astros. Na faixa dos raios X, o satélite Einstein, também norte-americano, lançado em 1978, descobriu emissões procedentes dos quasares, a 18 bilhões de anos-luz.

Os quasares contêm em seu centro os falados buracos negros — corpos celestes cuja força gravitacional é tão poderosa que não só não deixa escapar deles nenhuma luz como ainda atrai toda a matéria que houver nas proximidades. Os gases que fluem em direção ao buraco negro emitem raios X e gama antes de desaparecerem em seu interior. O satélite COS-B foi lançado em 1974 só para a detecção de raios gama e ainda está em operação.

Outro tipo de observação é feita com os detectores de neutrinos— partículas subatômicas sem carga e praticamente sem massa. Com esses detectores, pode-se observar diretamente o coração de energia do Sol, porque, para os neutrinos, a atmosfera solar é transparente — enquanto nenhum tipo de onda eletromagnética vai além da superfície dos astros.

Os cientistas esperam aproveitar o grande salto dos últimos vinte anos para multiplicar novamente a massa de informações disponíveis sobre o Universo. O passo seguinte ao lançamento do Hubble é a colocação em órbita, na próxima década, de doze satélites para observação específica em diversas freqüências. Já para o começo do século XXI, o projeto dos sonhos dos astrônomos é a instalação de uma antena na Lua. Explica o astrônomo João Steiner, do Instituto de Pesquisas Espaciais (INPE): “Será uma oportunidade de fazer mapas detalhados das fontes de rádio no espaço sem a interferência da atmosfera da Terra”. Pelo visto, a Astronomia se prepara para ir ainda mais longe do que já foi – literalmente.

Para saber mais:

Um espelho para o cosmo

(SUPER número 11, ano 3)

Depois do Hubble

(SUPER número 8, ano 4)

Por dentro dos supertelescópios

(SUPER número 6, ano 9)

De Itapetinga para o mundo

Para descobrir os períodos em que os quasares—pontos luminosos situados nos confins do Universo — emitem radiação em determinadas freqüências, oito rádio observatórios de quatro países, entre os quais o Brasil, ajustaram suas antenas coletoras e, durante as noites de 21 a 27 de setembro último, mediram a intensidade da radiação. Os dados foram gravados em fita magnética e enviados ao Instituto Max Planck, na Alemanha, onde serão confrontados e interpretados.

Foi uma experiência de rotina para o único rádio observatório brasileiro, instalado num sítio de três alqueires pertencente ao INPE, em Itapetinga, perto de Atibaia, São Paulo. Afinal, há seis anos que a solitária antena parabólica de 13,7 metros participa de medições conjuntas de radioastronomia, representando a América do Sul. O Rádio Observatório de Itapetinga coleciona entre seus feitos a honra de ter sido o primeiro do mundo a detectar a radiação sincrotrônica (um tipo de onda de rádio) da supernova de Shelton, a 1987-A, descoberta em fevereiro passado.

Para fazer observações em Itapetinga, a comunidade astronômica do país, composta de quase 170 cientistas, apresenta seus projetos a uma comissão de programas e esta distribui as noites entre os interessados. Sendo esse rádio observatório um dos poucos do mundo em condições de operar em alta freqüência no estudo do Sol, foi ali que se descobriu um novo tipo de explosão solar em freqüências superiores a 90 megahertz. No rádio observatório também é feita a detecção de moléculas de gases como o hidrogênio, na faixa de microondas, com o auxilio de espectrômetros, instrumentos que permitem estudar comprimentos de onda com maior precisão. Em junho último, Itapetinga captou uma fonte radioativa de vapor de água, o que indica uma formação de estrelas a cerca de cinco mil anos-luz da Terra, na constelação de Escudo.

Embora os astrônomos brasileiros procurem manter um padrão de atividade de nível internacional, não há muitos outros lugares, além de Itapetinga, onde eles possam fazer suas pesquisas. O maior e mais bem equipado observatório ótico do Brasil, o Laboratório Nacional de Astrofísica, fica em Brasópolis, sul de Minas, a 1960 metros de altitude. Os astrônomos da USP, INPE e outras instituições dividem, de acordo com a importância de seus projetos, as 150 noites do ano em que o céu pode ser observado naquela região.

Para Augusto Daminelli, da USP, a grande vantagem do observatório são os equipamentos de detecção e análise de imagens. Dos três telescópios ali instalados, o mais potente é um refletor com espelho de 1,6 metro. Foi em Brasópolis que a equipe de Luiz Alberto Nicolacci fez o levantamento da distribuição de galáxias no céu do Hemisfério Sul. Foi ali também que outro astrônomo, João Steiner, do INPE, descobriu um pulsar e uma estrela cataclísmica — de variação muito rápida—na constelação de Sagitário. Além do observatório de Brasópolis, o Brasil possui quatro outros, ligados às universidades do Rio Grande do Sul, Minas, São Paulo e à Prefeitura de Campinas.

Os astrônomos querem mais. Querem, por exemplo, instalar um telescópio brasileiro na localidade chilena de Cerro Morado, na cordilheira dos Andes, onde funcionam oito telescópios norte-americanos. A idéia é dispor de uma alternativa às condições climáticas do Brasil, onde o excesso de nebulosidade prejudica a observação do céu.