Tecnologia barata pode ser usada para construir telescópio gigante na Lua
Com informações de Science.org.
Um telescópio único que focaliza a luz com uma tigela de mercúrio líquido girando lentamente em vez de um espelho sólido abriu seus olhos para os céus acima da Índia. Esses telescópios foram construídos antes, mas o Telescópio Internacional de Espelho Líquido (ILMT) de 4 metros de largura é o primeiro grande a ser construído especificamente para astronomia, no tipo de prêmio de observadores de locais de alta altitude – o Devasthal de 2.450 metros, observatório no Himalaia.
Embora os astrônomos devam se satisfazer apenas olhando para cima, o instrumento de US$ 2 milhões, construído por um consórcio da Bélgica, Canadá e Índia, é muito mais barato do que telescópios com espelhos de vidro. A poucos passos do ILMT está o Telescópio Óptico Devasthal (DOT) de 3,6 metros, orientável, construído pela mesma empresa belga na mesma época, mas por US$ 18 milhões. “Coisas simples costumam ser as melhores”, diz o Diretor de Projeto Jean Surdej da Universidade de Liège. Alguns astrônomos dizem que os espelhos líquidos são a tecnologia perfeita para um telescópio gigante na Lua que pode ver a época das primeiras estrelas do universo.
Quando uma tigela de mercúrio líquido refletivo é girada, a combinação de gravidade e força centrífuga empurra o líquido para uma forma parabólica perfeita, exatamente como um espelho de telescópio convencional – mas sem a despesa de lançar um espelho de vidro em branco, movendo sua superfície em uma parábola, e revestindo-o com alumínio refletivo.
O ILMT foi originalmente idealizado no final da década de 1990. A embarcação em forma de prato que contém o mercúrio foi entregue à Índia em 2012, mas a construção do gabinete do telescópio foi adiada. Em seguida, os pesquisadores descobriram que não tinham mercúrio suficiente. Enquanto esperavam por mais, a pandemia do COVID-19 atingiu, impossibilitando a viagem para a Índia. Finalmente, em abril, a equipe colocou 50 litros de mercúrio girando, criando uma camada parabólica de 3,5 milímetros de espessura. Depois de uma gestação tão longa, “estamos todos muito felizes”, diz Paul Hickson, membro da equipe, da Universidade da Colúmbia Britânica, em Vancouver.
Olhando diretamente para cima, o espelho giratório verá uma faixa do céu quase tão ampla quanto a Lua cheia, enquanto a rotação da Terra a varre pelos céus do anoitecer ao amanhecer. “Você apenas liga e solta”, diz Hickson. Os objetos aparecem como listras longas na imagem; os pixels separados podem ser adicionados posteriormente para criar uma única longa exposição. Como o telescópio vê aproximadamente a mesma faixa de céu em noites sucessivas, as exposições de muitas noites podem ser somadas para obter imagens extremamente sensíveis de objetos fracos.
Alternativamente, a imagem de uma noite pode ser subtraída da seguinte para ver o que mudou, revelando objetos transitórios como supernovas e quasares, os corações brilhantes de galáxias distantes que aumentam e diminuem à medida que buracos negros supermassivos consomem matéria. Surdej quer caçar lentes gravitacionais, nas quais a gravidade de uma galáxia ou aglomerado de galáxias dobra a luz de um objeto mais distante como uma lupa gigante. A medição sensível do brilho do objeto pelo ILMT revela a massa das galáxias da lente e pode ajudar a estimar a taxa de expansão do universo. Um estudo sugeriu que até 50 lentes podem ser visíveis na faixa de céu do ILMT.
Telescópios de pesquisa convencionais, como o Zwicky Transient Facility na Califórnia e o próximo Observatório Vera C. Rubin no Chile, cobrem muito mais do céu. Mas é improvável que eles retornem ao mesmo patch todas as noites para procurar mudanças. “Somos forçados a ter um nicho”, diz Hickson. O ILMT tem a vantagem adicional de se sentar ao lado do DOT, que é equipado com instrumentos que podem examinar rapidamente qualquer objeto fugaz descoberto por seu vizinho. Essa abordagem de tag-team “é mais abrangente e cientificamente mais rica”, diz Dipankar Banerjee, diretor do Aryabhatta Research Institute of Observational Sciences, que administra o Observatório Devasthal.
Se o ILMT for um sucesso, Surdej diz que a tecnologia pode ser ampliada para construir espelhos líquidos muito maiores na Lua, um local atraente para futuros telescópios gigantes porque é menos ativo sismicamente do que a Terra e não tem atmosfera. Na Terra, o efeito Coriolis, da rotação do planeta, deformaria o movimento do mercúrio em espelhos maiores que 8 metros. Mas a Lua gira mais lentamente, permitindo espelhos líquidos muito maiores – embora não de mercúrio. É muito pesado para ser transportado para a Lua e congelaria à noite e evaporaria durante o dia. Mas há mais de uma década, o pioneiro do espelho líquido Ermanno Borra, da Universidade Laval, mostrou que “líquidos iônicos”, sais leves derretidos com baixos pontos de congelamento, sobreviveriam às condições lunares e poderiam ser refletidos com uma fina camada de prata.
Nos anos 2000, tanto a NASA quanto a Agência Espacial Canadense encomendaram estudos de telescópios de espelhos líquidos lunares, mas não foram mais longe. Os astrônomos esperam que o interesse atual na exploração da Lua e os lançamentos baratos oferecidos por empresas espaciais privadas como a SpaceX estimulem um renascimento. Em 2020, uma equipe da Universidade do Texas, em Austin, propôs o Grande Telescópio Final, um espelho líquido de 100 metros que olharia constantemente para o mesmo pedaço do céu por anos a fio de um dos pólos da Lua. Tal gigante poderia reunir o fraco fio de fótons das primeiras estrelas que iluminaram o universo, antes mesmo das galáxias existirem. O veterano fabricante de espelhos Roger Angel, da Universidade do Arizona, diz que existe “um nicho único para um grande espelho [líquido] que vai além do que os outros podem fazer”.
