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Já sabemos como será o telescópio mais poderoso de sempre. O que poderemos ver com ele?

(dr) Alexander Madurowicz

Usar a gravidade do Sol como lente pode ser a receita para o telescópio mais poderoso de sempre. O que é que poderemos ver com ele?

Uma das previsões da Teoria da Relatividade Geral é que um objeto massivo como uma estrela, galáxia ou buraco negro pode desviar a luz que passa nas proximidades. Isto significa que a luz de objetos distantes pode ser gravitacionalmente captada por objetos mais próximos de nós.

Sob as condições certas, as lentes gravitacionais podem atuar como uma espécie de telescópio natural, iluminando e ampliando a luz de objetos distantes. Os astrónomos usaram este truque para observar algumas das galáxias mais distantes do Universo. Mas os astrónomos também pensaram em usar esse efeito um pouco mais perto de casa.

Uma ideia é usar a gravidade do Sol como uma lente para estudar exoplanetas próximos. A luz proveniente de um exoplaneta seria gravitacionalmente focada pelo Sol com um ponto focal na região de cerca de 550 UA a 850 UA, dependendo de quão perto a luz do exoplaneta passa pelo Sol.

Em princípio, poderíamos colocar um ou vários telescópios a essa distância, criando assim um telescópio do tamanho do Sol. Isso daria uma resolução de cerca de 10 quilómetros quadrados para objetos a 100 anos-luz de distância.

Atualmente, a aeronave de maior alcance que construímos é a Voyager I, que fica a apenas 160 UA do Sol, pelo que está bem claro que ainda temos um longo caminho a percorrer antes que este tipo de telescópio solar se torne realidade. Mas é um projeto que podemos empreender no futuro.

Não seria necessária tecnologia mágica ou nova física para funcionar. Será preciso apenas uma grande quantidade de engenharia. E mesmo assim, outro desafio será usar todos os dados recolhidos para montar uma imagem precisa.

Como acontece com os radiotelescópios, este telescópio de lente solar não capturaria uma única imagem de uma só vez. Será necessária uma compreensão detalhada de como o Sol focaliza a luz para criar imagens de exoplanetas, e é aí que entra um estudo recente.

Nenhum telescópio é perfeito. Uma das limitações dos telescópios óticos tem a ver com a difração. À medida que as ondas de luz passam através de uma lente telescópica, o efeito de focagem pode fazer com que as ondas interfiram ligeiramente umas nas outras. É um efeito conhecido como difração e pode distorcer a imagem.

O resultado disto é que, para qualquer telescópio, há um limite para a nitidez da sua imagem, conhecido como limite de difração. Embora um telescópio de lente gravitacional seja um pouco diferente, também possui um efeito de difração e um limite de difração.

No novo estudo, publicado na revista Instrumentation and Methods for Astrophysics, a equipa modelou a lente gravitacional do Sol para observar os efeitos de difração que teria numa imagem de objetos extensos, como um exoplaneta.

Os cientistas descobriram que um telescópio de lente solar seria capaz de detetar um laser de 1 Watt vindo de Proxima Centauri b, a cerca de 4 anos-luz de distância. Os autores descobriram que, em geral, o limite de difração é muito menor do que a resolução geral do telescópio seria.

Devemos ser capazes de resolver detalhes da ordem de 10 km a 100 km, dependendo do comprimento de onda observado. A equipa também descobriu que, mesmo em escalas abaixo do limite de difração, ainda haveria objetos que valem a pena estudar.

Por exemplo, as estrelas de neutrões normalmente seriam muito pequenas para vermos as características, mas poderíamos estudar coisas como a variação da temperatura da superfície.

Principalmente o que este estudo confirma é que objetos como exoplanetas e estrelas de neutrões seriam fortes candidatos a um telescópio de lente solar. Seria uma ferramenta revolucionária para os astrónomos no futuro.

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