Os astrônomos podem fazer algumas das perguntas mais fundamentais que existem, variando desde se estamos sozinhos no cosmos até qual é a natureza da misteriosa energia escura e matéria escura que compõe a maior parte do universo.
Agora, um grande grupo de astrônomos de todo o mundo está construindo o maior telescópio óptico de todos os tempos – o Extremely Large Telescope (ELT) – no Chile. Uma vez concluída a construção em 2028, ela poderia fornecer respostas que transformam nosso conhecimento do universo.
Com seu espelho primário de 39 metros de diâmetro, o ELT conterá a maior e mais perfeita superfície refletora já feita. Seu poder de coleta de luz excederá o de todos os outros grandes telescópios combinados, permitindo detectar objetos milhões de vezes mais tênues do que o olho humano pode ver.
Existem várias razões pelas quais precisamos de um telescópio. Sua incrível sensibilidade permitirá que ele visualize algumas das primeiras galáxias já formadas, com luz que viajou por 13 bilhões de anos para chegar ao telescópio.
Observações de tais objetos distantes podem nos permitir refinar nossa compreensão da cosmologia e da natureza da matéria escura e da energia escura.
Vida alienígena
O ELT também pode oferecer uma resposta para a questão mais fundamental de todas: estamos sozinhos no universo?
Espera-se que o ELT seja o primeiro telescópio a rastrear exoplanetas semelhantes à Terra – planetas que orbitam outras estrelas, mas têm uma massa, órbita e proximidade semelhantes ao hospedeiro como a Terra.
Ocupando a chamada zona Goldilocks, esses planetas semelhantes à Terra orbitam sua estrela na distância certa para que a água não ferva nem congele –, fornecendo as condições para a vida existir.
A câmera do ELT terá seis vezes melhor resolução do que a do Telescópio Espacial James Webb, permitindo que ela tire as imagens mais nítidas dos exoplanetas. Mas por mais fascinantes que sejam essas fotos, elas não contarão a história toda.
Para saber se é provável que exista vida em um exoplaneta, os astrônomos devem complementar a imagem com espectroscopia. Enquanto as imagens revelam forma, tamanho e estrutura, os espectros nos dizem sobre a velocidade, temperatura e até mesmo a química dos objetos astronômicos.
O ELT conterá não um, mas quatro espectrógrafos – instrumentos que dispersam a luz nas suas cores constituintes, muito parecido com o prisma icônico na capa do álbum The Dark Side of the Moon do Pink Floyd.
Cada um do tamanho de um microônibus e cuidadosamente controlado ambientalmente para estabilidade, esses espectrógrafos sustentam todos os principais casos científicos do ELTilitis.
Para os exoplanetas gigantes, o instrumento Harmoni analisará a luz que viajou através de suas atmosferas, procurando os sinais de água, oxigênio, metano, etc, dióxido de carbono e outros gases que indicam a existência de vida.
Para detectar exoplanetas semelhantes à Terra muito menores, o instrumento Andes mais especializado será necessário. Com um custo de cerca de 35 milhões de euros (30 milhões de libras), os Andes serão capazes de detectar pequenas mudanças no comprimento de onda da luz.
De missões anteriores de satélite, os astrônomos já têm uma boa ideia de onde procurar exoplanetas no céu.
De facto, foram detetados vários milhares de exoplanetas confirmados ou “candidate” utilizando o método “transit”. Aqui, um telescópio espacial olha para um pedaço de céu contendo milhares de estrelas e procura por pequenas quedas periódicas em suas intensidades, causada quando um planeta em órbita passa na frente de sua estrela.
Mas os Andes usarão um método diferente para caçar outras Terras. À medida que um exoplaneta orbita sua estrela hospedeira, sua gravidade puxa a estrela, fazendo-a oscilar. Este movimento é incrivelmente pequeno; A órbita de Earthilitis faz com que o Sol oscile a apenas 10 centímetros por segundo – a velocidade de caminhada de uma tartaruga.
Assim como o tom de uma sirene de ambulância sobe e desce à medida que viaja em direção e para longe de nós, o comprimento de onda da luz observada a partir de uma estrela oscilante aumenta e diminui à medida que o planeta traça sua órbita.
Notavelmente, Andes será capaz de detectar essa mudança minúscula na cor lightilit. A luz estelar, embora essencialmente contínua (“white”) do ultravioleta ao infravermelho, contém bandas onde os átomos na região externa da estrela absorvem comprimentos de onda específicos à medida que a luz escapa, aparecendo escuro nos espectros.
Pequenas mudanças nas posições destas características – cerca de 1/10000 de um pixel no sensor dos Andes – podem, ao longo de meses e anos, revelar as oscilações periódicas. Isso poderia nos ajudar a encontrar uma Terra 2.0.
Na Universidade Heriot-Watt, estamos pilotando o desenvolvimento de um sistema a laser conhecido como pente de frequência, que permitirá que os Andes atinjam uma precisão tão requintada. Como os carrapatos milimétricos em uma régua, o laser irá calibrar o espectrógrafo dos Andes, fornecendo um espectro de luz estruturada como milhares de comprimentos de onda regularmente espaçados.
Essa escala permanecerá constante ao longo de décadas, mitigando os erros de medição que ocorrem a partir de mudanças ambientais de temperatura e pressão.
Com o custo de construção do ELTilitis chegando a 1,45 bilhão de euros, alguns questionarão o valor do projeto.
Mas a astronomia tem um significado que se estende por milênios e transcende culturas e fronteiras nacionais. É apenas olhando para fora do nosso Sistema Solar que podemos ter uma perspectiva além do aqui e agora.