No Chile, o radiotelescópio ALMA capta as ondas submilimétricas e produz imagens claras e definidas de partes do Universo nas quais os telescópios ópticos só enxergam escuridão
Por Fábio de Castro
O que éAstronomia do invisível
O Grande Arranjo Milimétrico e Submilimétrico do Atacama (ALMA) foi projetado para observar características ocultas das estrelas e galáxias distantes que são invisíveis para os telescópios ópticos.
O ALMA foi construído e é operado pelo Observatório Europeu do Sul (ESO) - que tem outros importantes telescópios no Chile -, em parceria com o Observatório Nacional de Radioastronomia (NRAO), dos Estados Unidos e o Observatório Astronômico do Japão (NAOJ).
Por que foi construído no Chile
Objetos celestes emitem diversos tipos de radiação, mas os telescópios ópticos só conseguem captar a luz visível. A umidade e o vapor d'água no ar absorvem grande parte da sutil radiação submilimétrica.
Por isso foi preciso construir o observatório no local mais alto e seco possível.
Sobre O que só o ALMA vê
O ALMA permite que os cientistas produzam imagens detalhadas de galáxias, estrelas e planetas em plena formação, observando características que não são visíveis para os telescópios.
Objetos escuros e frios como a poeira e o gás espalhados no espaço não emitem luz visível, mas emitem radiação submilimétrica e podem ser detectados pelo ALMA.
Por isso, o ALMA pode observar os discos de gás que formarão planetas em torno de uma jovem estrela, ou estudar uma galáxia de um bilhão de anos que está em formação por trás de uma espessa cortina de poeira escura.
Um exemplo de descoberta
Outras descobertas do ALMA
A estrela Fomalhaut, a 25 anos-luz da Terra, tem planetas em formação ao seu redor, os dados do ALMA (em laranja) mostram, ao redor da estrela, um imenso disco de detritos que nunca havia sido observado - essa brilhante faixa de poeira congelada tem 2 bilhões de quilômetros de espessura e se formou a cerca de 20 bilhões de quilômetros da estrela, o restante das imagens (em azul) foram feitas pelo telescópio óptico Hubble - a região com um círculo escuro é uma máscara coronográfica, usada para filtrar a intensa luz da estrela, que de outra forma ofuscaria toda a imagem.A descoberta foi divulgada no dia 19 de maio de 2017 ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), M. MacGregor, NASA/ESA Hubble, P. Kalas, B. Saxton (NRAO/AUI/NSF)
Essa imagem óptica do telescópio Hubble mostra um distante aglomerado de galáxias chamado Abell 2744. Mas, nessa região, o ALMA conseguiu observar uma galáxia (no detalhe, em vermelho) muito mais longínqua, flagrada quando o Universo tinha apenas 600 milhões de anos, na época em que as primeiras estrelas e galáxias ainda estavam se formando. A nova galáxia, batizada de A2744_YD4, é mais jovem e distante já observada pelo ALMA até agora. Segundo os cientistas, a jovem galáxia está repleta de poeira formada pelos restos de uma primeira geração de estrelas já mortas. A descoberta foi divulgada no dia 8 de março de 2017 ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), NASA, ESA, ESO and D. Coe (STScI)/J. Merten (Heidelberg/Bologna)
Na constelação de Ofiúco, a 450 anos-luz da Terra, existe uma região de intensa formação de estrelas (mostrada à esquerda, em imagem óptica da Nasa). Fazendo um "zoom" na imagem, o ALMA descobriu a jovem estrela Elias 2-27 (mostrada à esquerda, em detalhe), que apresenta um disco de gás e com um padrão espiral até agora desconhecido. Segundo os cientistas, os dois "braços" espirais se estendem por 10 bilhões de quilômetros de distância da estrela e indicam que ali há planetas em formaçãoL. Pérez (MPIfR), B. Saxton (NRAO/AUI/NSF), ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), NASA/JPL Caltech/WISE Team
A morte de uma gigantesca estrela produziu um dos objetos mais gelados do Universo: a Nebulosa do Bumerangue. Por mais de 20 anos, permaneceu um mistério para os cientistas como uma estrela moribunda foi capaz de criar no seu entorno um ambiente mais gelado que o próprio espaço profundo. O ALMA solucionou o problema com essa imagem divulgada no início de junho de 2017. ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), NASA/ESA Hubble, NRAO/AUI/NSF
O ALMA produziu essa imagem do nascimento explosivo de estrelas na Nuvem Molecular de Orion (OMC-1): há 500 anos, várias estrelas jovens foram ejetadas da região. Na imagem do ALMA, as cores representam a direção das ondas submilimétricas emitidas pelo gás carbônico na região: em azul, aparece o gás que se aproxima do observador nas velocidades mais altas, em vermelho, o gás que se aproxima mais devagarALMA (ESO/NAOJ/NRAO), J. Bally, B. Saxton (NRAO/AUI/NSF), Gemini Observatory/AU
Como funcionaComo é a operação
1 - Definição do objetivo
O ALMA é composto por 66 gigantescas antenas que podem ser completamente reposicionadas de acordo com o objetivo a ser estudado
Quantidade:
Formado por 66 antenas
Peso:
100 toneladas cada
Diâmetro:
12 Metros (54 antenas) 7 Metros (12 antenas)
O Atacama Pathfinder Explorer (Apex) é uma antena solitária também localizada no alto do monte Chajnantor, construída para ser o precursor do ALMA.
Hoje ela é um dos principais recursos para localizar os alvos a serem estudados pelo ALMA, além dos cálculos teóricos e de imagens de telescópios ópticos - especialmente aqueles que pertencem ao ESO, no Chile: La Silla e Paranal
2 - Arranjo das antenas
Uma das características únicas do ALMA é que as antenas podem ser completamente reposicionadas, como peças em um tabuleiro de xadrez; com os sinais de todas as antenas combinados, a capacidade do radiotelescópio é a mesma de uma antena gigante de 16 quilômetros de diâmetro.
A distância entre as antenas pode variar de 15 metros a 14,5 quilômetros, de acordo com a necessidade de sensibilidade e a resolução angular adequada para cada tipo de observação.
No centro do arranjo, há o ALMA Compact Array: um conjunto com as 12 antenas de 7 metros e 4 antenas de 12 metros que ficam muito próximas umas das outras, simulando um único telescópio: a visão combinada dessas antenas permite observar ondas muito fracas de objetos distantes.
Depois de definir um objetivo, os cientistas controlam o conjunto de antenas de forma que todas apontem para o mesmo ponto no céu. As antenas recebem a radiação do céu e transformam esse sinal analógico em dados digitais.
Dois grandes “caminhões monstro” de 130 toneladas são usados para mover as antenas entre nas bases no platô do Chajnantor. Apesar das grandes dimensões envolvidas, é preciso posicioná-las com precisão de frações de milímetros
3 - Envio e processamento dos sinais
A viagemNo topo do mundo
Repórter do 'Estado' viajou ao Chile a convite do ESO
Antenas do ALMA no platô do monte Chajnantor, a 5 mil metros de altitude, no dia 28 de maio de 2017 Fábio de Castro
Antenas do ALMA no platô do monte Chajnantor, a 5 mil metros de altitude, no dia 28 de maio de 2017 Fábio de Castro
Antenas do ALMA no platô do monte Chajnantor, a 5 mil metros de altitude, no dia 28 de maio de 2017 Fábio de Castro
Antenas do ALMA no platô do monte Chajnantor, a 5 mil metros de altitude, no dia 28 de maio de 2017 Fábio de Castro
Um dos veículos transportadores se dirige para um conjunto de antenas do ALMA, no dia 28 de maio de 2017 Fábio Castro
As antenas do ALMA captam ondas milimétricas e submilimétricas e não a luz visível - por isso elas podem fazer observações tanto à noite como de dia Fábio de Castro
Antenas do ALMA no platô do monte Chajnantor, na Cordilheira dos Andes, no dia 28 de maio de 2017 Fábio de Castro)
Algumas das antenas do ALMA, no dia 28 de maio de 2017, o radiotelescópio havia passado por uma tempestade de neve nos dois dias anteriores Fábio de Castro
Técnico trabalha no platô do monte Chajnantor, durante manobra do veículo transportador de antenas: cada uma delas pesa 100 toneladas Fábio de Castro
Reportagem do Estadão visitou o ALMA, no Chile, no dia 28 de maio de 2017: a sensação térmica era de 16 graus negativos e, a 5 mil metros de altitude, a quantidade de oxigênio equivale a 50% da que existe no nível do mar Fábio de Castro
Detalhe de uma das antenas do ALMA, com 12 metros de diâmetro, cada uma das 66 antenas faz o mesmo papel do espelho de um telescópio óptico, mas, em vez de luz, elas coletam radiação milimétrica e submilimétrica proveniente de objetos astronômicos muito distantes A. Caproni/ESO
Montagem de uma das primeiras antenas do ALMA, em 2010, a construção do radiotelescópio começou em 2003 e foi concluída em 2012, mas a última das 66 antenas foi instalada em 2014ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/S. Rossi (ESO)
Um dos observatórios mais altos do mundo, o ALMA está a 5 mil metros de altitude - o que reduz a interferência da atmosfera, suas antenas ficam no platô do monte Chajnantor, que faz parte da Cordilheira dos Andes, no Chile, ao lado do deserto do Atacama, um dos locais mais secos da Terra M. Roselund/ESO
Primeira foto aérea do ALMA, em agosto de 2013, as temperaturas no platô do monte Chajnantor podem chegar a 20 graus negativos ESO
Antenas do ALMA sob o céu limpo do deserto do Atacama, uma pessoa em primeiro plano dá uma ideia da grandiosidade do radiotelescópio M. Roselund/ESO
As antenas do ALMA no platô do monte Chajnantor, no deserto do Atacama, Chile. Foto de 24 de fevereiro de 2017, um dos transportadores do ALMA leva uma das antenas pela estrada que dá acesso ao observatório, no platô do monte Chajnantor, a 5 mil metros de altitude. Ao fundo, a imagem mostra o deserto do Atacama: a mancha escura é a cidade de San Pedro de Atacama. A. Duro/ESOALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/O. Dessibourg
Um dos transportadores do ALMA leva uma das antenas pela estrada que dá acesso ao observatório, no platô do monte Chajnantor, a 5 mil metros de altitude. Ao fundo, a imagem mostra o deserto do Atacama: a mancha escura é a cidade de San Pedro de Atacama A. Duro/ESO
Transportador carrega uma das antenas de 100 toneladas diante do deserto do Atacama, a possibilidade de reposicionar as antenas é um dos fatores que faz do ALMA um radiotelescópio tão poderoso ESO/S. Fandango
Transportador Divulgação
O técnico Patrício Saavedra opera um dos transportadores de 130 toneladas usados para reposicionar as antenas do ALMA. Ele trabalha com um tubo de oxigênio, já que na altitude de 5 mil metros, a concentração de oxigênio no ar é aproximadamente 50% menor que no nível do mar ESO/Max Alexander
