Novo instrumento observará o céu com 2.400 olhos simultaneamente

Redação do Site Inovação Tecnológica - 18/01/2023

Esquema do novo espectrógrafo quando sua instalação estiver finalizada.
[Imagem: Kavli IPMU]

Espectrógrafo de Foco Aprimorado

Astrônomos venceram uma etapa importante em um esforço para construir um equipamento que poderá mudar o modo como se faz astronomia.

Em vez de um telescópio com uma lente, observando um astro de cada vez, um novo instrumento usará cerca de 2.400 fibras ópticas para fazer exposições simultâneas de milhares de objetos celestes no céu noturno, como estrelas e galáxias, e já automaticamente dividindo sua luz em seus vários comprimentos de onda.

O conjunto de dados resultante é chamado de "espectro", que revela vários detalhes de um objeto celeste, incluindo seu movimento, seus parâmetros físicos, sua idade e sua composição química.

A colaboração internacional responsável pela construção do Espectrógrafo de Foco Aprimorado (PFS: Prime Focus Spectrograph) acaba de fazer os primeiros testes, que revelaram que a tecnologia funciona como esperado.

Quando pronto, o instrumento será montado no Telescópio Subaru, de 8,2 metros, no topo do Maunakea, no Havaí.

"Com base no fato de termos conseguido capturar a luz estelar de nossos objetos-alvo usando o PFS, eu declararia que a equipe alcançou a 'Primeira Luz de Engenharia', e entrou no próximo regime de comissionamento do instrumento," disse o professor Naoyuki Tamura, da Universidade de Tóquio, no Japão.

Resultado da observação de teste do aglomerado NGC 1980, mostrando as diversas linhas espectrais.
[Imagem: PFS Project]

1,5 arco-íris

Além das câmeras, os astrônomos usam instrumentos conhecidos como espectrógrafos para estudar objetos celestes.

Um espectrógrafo divide a luz de um corpo celeste em suas cores componentes, criando uma espécie de arco-íris preciso. Estudando as intensidades das diferentes cores do arco-íris é possível obter vários detalhes sobre o objeto, muito além do que seria possível com uma fotografia na luz visível.

Este novo instrumento divide o arco-íris de luz visível em dois componentes: o lado vermelho e o lado azul. Portanto, é mais correto referir-se aos conjuntos de dados como dois meio-arco-íris. Combinado com um terceiro tipo de detector infravermelho, que vê o calor invisível para os humanos, os astrônomos obtêm um arco-íris e meio para cada corpo celeste estudado.

O novo instrumento para capturar arco-íris cósmicos montado no topo do Telescópio Subaru.
[Imagem: Kavli IPMU]

2.400 olhos para o céu

Cada uma das 2.400 fibras ópticas é conectada a um pequeno atuador e movida para a localização dos objetos celestes no plano focal do instrumento. Na ponta de cada uma há uma microlente, e todas ficam por detrás de uma lente de vidro maior, de 54mm de espessura, que possui pontos opacos que podem ser usados para "desativar" cada fibra, permitindo a captura de espectros mais ou menos espaçados, conforme as características do objeto sendo observado.

"O instrumento inovador em desenvolvimento nos permite tirar exposições de 2.400 objetos astronômicos simultaneamente em um pedaço enorme do céu, várias vezes maior que a Lua cheia. Além disso, o PFS é um espectrômetro, ou seja, as luzes das estrelas e galáxias são dispersas e registradas como espectros cobrindo simultaneamente uma ampla gama de comprimentos de onda, desde o ultravioleta próximo, passando pelo visível e até o infravermelho próximo," afirma a equipe.

A expectativa é que o PFS entre em operação em 2024. Pesquisadores do Laboratório Nacional de Astrofísica e do Instituto de Astronomia da USP participam do projeto.