Os astros: como estuda-los?

No início, a astronomia era feita com o uso de telescópios ópticos, como o refrator de Galileu e o refletor de Newton. Apesar de serem versáteis e práticos, tais ferramentas eram limitadas e não possibilitavam o estudo do “espaço profundo”. Com o passar do tempo, aperfeiçoamentos foram sendo feitos, de modo que, atualmente, há diversos telescópios ópticos que conseguem capturar imagens a distâncias na ordem de bilhões de anos-luz (a exemplo do Hubble).

Ano-luz é uma unidade de distância, caracterizando o quanto a luz (com sua velocidade de 300.000.000 m/s) percorre em um intervalo de um ano. Quando o céu noturno é vislumbrado, o que se observa é o passado. Considere uma estrela a uma distância de 5.000 anos-luz da Terra. A luz de tal estrela demora 5.000 anos para alcançar a Terra, de modo que, quando chega, esta luz já é “datada” de 5.000 anos atrás. O céu é, de certa forma, uma “máquina do tempo”.

O espectro eletromagnético é composto por faixas de rádio, micro-ondas, infravermelho, luz visível, ultravioleta, raios-X e raios gama (a ordem apresentada é da faixa menos energética para a mais energética). A fim de se estudar o Cosmos com maior ênfase, o uso exclusivo de telescópios ópticos não é suficiente. Há muitos corpos celestes que não emitem radiação na faixa da luz visível, o que os fazem “invisíveis” para instrumentos ópticos como o Hubble.

Atualmente existem outros tipos de telescópio, como é o caso de radiotelescópios, telescópios de raios-X e telescópios de raios gama. Os radiotelescópios, ao invés de utilizarem a radiação (luz) na faixa do espectro visível, utilizam na faixa do espectro correspondente a ondas de rádio. Ao receberem as ondas de rádio, os radiotelescópios coletam os dados, os direcionam à um amplificador, e depois os transmitem para um computador, onde serão analisados. A presença destes telescópios é muito recorrente em filmes, nos quais enormes conjuntos de radiotelescópios, denominados interferômetros, são mostrados. Como o nome indica, os telescópios de raios-X analisam a radiação apresentada na faixa do espectro de raios-X, enquanto os telescópios de raios gama analisam a radiação apresentada na faixo do espectro de raios gama. O estudo destas radiações mais energéticas é de suma importância para a compreensão de corpos celestes tais como pulsares e quasares.

Um dos maiores problemas que os cientistas enfrentam em relação aos telescópios terrestres é a turbulência ("borrão") causada pela atmosfera. As partículas presentes na atmosfera da Terra absorvem parte da radiação vinda dos corpos celestes e as reemitem em uma orientação diferente, alterando o "caminho" original. Para contornar essa questão, cientistas implatam em alguns telescópios poderosos lasers, os quais simulam no céu o brilho de estrelas extremamente luminosas, possibilitando a calibragem correta dos instrumentos, corrigindo assim a turbulência.

Um dos últimos instrumentos desenvolvidos para o estudo do universo é o Observatório de Ondas Gravitacionais por Interferômetro Laser (LIGO), estrutura desenvolvida para a detecção de ondas gravitacionais. Ondas gravitacionais são perturbações (ondulações) no tecido do espaço-tempo, tendo sido previstas pela teoria da relatividade geral. Tais perturbações são difíceis de serem detectadas, dada sua baixa interação com a matéria; todavia, em 2015, o LIGO, pioneiramente, captou ondas gravitacionais produzidas durante a colisão de dois buracos negros.

É conclusivo que a astronomia requer uma variedade de ferramentas para o estudo do universo, o que se justifica pela magnitude e complexidade deste.

Foto 1: telescópio Hubble Foto 2: telescópio VLT com seu poderoso laser Foto 3: telescópio ALMA

Material de referência: "The Evolving Universe" (S. George Djorgovski) Astrofísica para apressados (Neil deGrasse Tyson)