As lentes gravitacionais solares podem nos ajudar a procurar vida em outros planetas.
As lentes gravitacionais ocorrem quando coisas com massa criam ondulações e amassados na estrutura do espaço-tempo, e a luz tem que seguir essas linhas, o que às vezes cria um efeito de lupa. Isso soa e parece algo selvagem da ficção científica, mas na verdade é uma ferramenta muito importante na astronomia. O Telescópio Espacial James Webb tem sido notícia recentemente justamente por isso: observar como a luz se curva em torno de enormes aglomerados de galáxias no espaço, revelando galáxias antigas mais fracas e mais distantes atrás deles.
Agora, Slava Turyshev, cientista do Laboratório de Propulsão a Jato da NASA, está tentando aproveitar uma dessas lentes gravitacionais mais perto de casa, usando o nosso sol. Num novo artigo publicado no servidor de pré-impressão arXiv, Turyshev calcula toda a matemática e física detalhadas necessárias para mostrar que é realmente possível aproveitar a gravidade do nosso Sol desta forma, com alguns usos bastante interessantes. Uma chamada “lente gravitacional solar” (SGL) poderia nos ajudar a enviar mensagens de luz para as estrelas para comunicação interestelar ou investigar as superfícies de exoplanetas distantes.
“Ao aproveitar o efeito de lente gravitacional da nossa estrela, a astronomia experimentaria um salto revolucionário na capacidade de observação”, diz Nick Tusay, um astrônomo da Penn State não envolvido no novo trabalho. “A luz funciona nos dois sentidos, então também poderia aumentar nossa capacidade de transmissão, se tivéssemos alguém com quem nos comunicar.”
Quando se trata de telescópios aqui na Terra, maior é definitivamente melhor. Para coletar luz suficiente para detectar objetos distantes realmente fracos, você precisa de um espelho ou lente enorme para focar a luz – mas só podemos construí-los até certo ponto. É aqui que entra o SGL, como uma alternativa à construção de telescópios maiores, contando em vez disso com o espaço-tempo curvado pela gravidade do Sol para fazer a focagem por nós.
“Usar o SGL elimina a necessidade de construir telescópios maiores e, em vez disso, levanta o problema de como levar um telescópio até a distância focal do Sol (e como mantê-lo lá)”, explica Macy Huston, um astrônomo de Berkeley não envolvido em a nova pesquisa. “E há muito trabalho em andamento para tentar resolver isso”, acrescentam.
Turyshev está trabalhando ativamente no projeto de uma missão para enviar um telescópio de um metro (menos da metade do tamanho do famoso Hubble) até o foco do poço gravitacional do Sol. É uma jornada e tanto – este ponto focal está localizado a cerca de 650 UA da nossa estrela, quase cinco vezes mais longe do atual detentor do recorde de distância da humanidade, a Voyager 1. Para chegar a uma distância tão grande em menos de uma vida, a equipe conta com na tecnologia de ponta de velas solares para se mover mais rápido do que nunca.
Atualmente, o Telescópio Espacial James Webb está investigando as atmosferas de planetas ao redor de outras estrelas, e o futuro Observatório de Mundos Habitáveis na década de 2040 será capaz de ver detalhes suficientes em atmosferas exoplanetárias para encontrar indícios de vida. A missão de Turyshev seria o próximo grande passo para confirmar a vida em outros mundos, com lançamento previsto para 2035. Assim que o James Webb e o HWO identificarem mundos possivelmente interessantes, o telescópio SGL irá então mapear detalhadamente a superfície de um exoplaneta. Turyshev afirma que seria capaz de ver um planeta ampliado para 700 por 700 pixels – uma enorme melhoria em relação aos atuais 2 ou 3 pixels da imagem direta. “Se houver um pântano naquele exoplaneta, emitindo metano, saberemos que é isso que está posicionado neste continente, nesta ilha, por exemplo”, explica.
Olhando mais para o futuro da ficção científica, esta mesma tecnologia SGL poderia ser usada não apenas “como um telescópio que poderíamos usar a partir do sistema solar para ver outros sistemas planetários em grande detalhe”, mas também como uma “rede de comunicação interestelar (para comunicações intencionais). )”, diz Huston. Um laser posicionado no foco gravitacional do Sol poderia enviar mensagens para outras estrelas sem perder tanto sinal quanto a nossa atual tecnologia de farol ligada à Terra.
“Se algum dia nos tornássemos uma civilização interestelar, este [SGL] poderia ser potencialmente o meio mais eficaz de comunicação entre sistemas estelares”, diz Tusay. As nossas transmissões de rádio, que vazam da atmosfera da Terra desde o início de 1900, tornam-se rapidamente mais fracas à medida que nos afastamos do nosso planeta. Os cálculos matemáticos de Turyshev mostram que os sinais enviados pelo SGL podem ser facilmente notados a distâncias de estrelas próximas, mesmo tendo em conta o fundo ruidoso do mundo real. A transmissão via SGL “não é proibida, é realmente incentivada pela física”, diz Turyshev.
No entanto, esta tecnologia não resolveria todos os nossos obstáculos interestelares. Podemos ser capazes de enviar mensagens, mas ainda não temos como nos enviar entre as estrelas para viajar. Também haveria um grande atraso em nossas ligações galácticas – mais como enviar uma carta através do país a cavalo do que fazer FaceTiming com seus amigos. “A luz ainda tem velocidade máxima”, lembra Tusay. Como resultado, enviar uma mensagem a uma estrela a quatro anos-luz de distância levaria quatro anos para chegar lá e outros quatro para que a resposta chegasse até nós. Ainda assim, as lentes gravitacionais solares são um grande passo para tornar realidade o nosso futuro de ficção científica.
Publicado em 13/12/2023 10h55
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