A astronomia tem um ponto cego na área de radiação infravermelha distante em comparação com a maioria dos outros comprimentos de onda. Um telescópio espacial de infravermelho distante só pode utilizar sua sensibilidade total com um espelho resfriado ativamente em temperaturas abaixo de 4 Kelvin (-269 ?). Tal telescópio ainda não existe, razão pela qual tem havido pouco investimento mundial no desenvolvimento de detectores correspondentes.
Em 2004, a SRON decidiu quebrar este ciclo e investir no desenvolvimento de Detectores de Indutância Cinética (KIDs). Agora, pesquisadores do SRON e TU Delft alcançaram a maior sensibilidade possível, comparável a sentir o calor de uma vela na lua da Terra. Seu estudo aparece em Astronomy & Astrophysics em 6 de setembro.
Nos últimos anos fomos mimados com as mais belas imagens de telescópios trabalhando com raios X, infravermelho, rádio e luz visível. Para citar alguns: a imagem do buraco negro em M87, o Hubble Extreme Deep Field ou a imagem do bebê de um sistema planetário. Mas em uma área de comprimento de onda, a astronomia é relativamente cega: o infravermelho distante, especialmente em comprimentos de onda entre 300 ?m e 10 ?m.
A atmosfera da Terra bloqueia a maior parte dessa radiação para telescópios terrestres, enquanto os telescópios espaciais geralmente têm uma temperatura tal que cegam seus detectores com a radiação infravermelha que eles próprios emitem. Com tanto ruído, há pouco incentivo para investir grandes somas de dinheiro no desenvolvimento de detectores de infravermelho distante mais sensíveis. E com a falta de detectores sensíveis, os governos não alocarão fundos para telescópios silenciosos super-resfriados.
Avanço
No início deste século, a SRON decidiu quebrar o padrão e investir no desenvolvimento de Detectores de Indutância Cinética (KIDs). Essa decisão está agora a dar frutos. Juntamente com a TU Delft, os pesquisadores do SRON quase aperfeiçoaram a tecnologia, tornando-a sensível o suficiente para ver a radiação de fundo permanente do universo.
“Uma sensibilidade ainda maior não teria utilidade”, diz Jochem Baselmans (SRON/TU Delft). “Porque você sempre será limitado pelo ruído da radiação de fundo do universo. Portanto, nossa tecnologia fornece aos construtores de telescópios, como a NASA e a ESA, detectores de infravermelho distante o mais sensíveis possível. Já vemos duas propostas submetidas à NASA para um super-resfriado Esses são muito mais caros do que telescópios relativamente quentes, mas nossos KIDs fazem valer a pena.”
Intervalo de terahertz
Os KIDs ajudam a astronomia a fechar a lacuna de terahertz, em homenagem à frequência da luz infravermelha distante. Os astrônomos agora estão perdendo a luz produzida por estrelas no universo distante e jovem, deixando uma lacuna em nosso conhecimento da evolução estelar. Além disso, a lacuna de terahertz é uma oportunidade única para os astrônomos aventureiros mergulharem no desconhecido.
“Você não sabe o que você não sabe. O Hubble Deep Field foi criado apontando o telescópio Hubble para um pedaço escuro do céu aparentemente sem nada nele. Depois disso, milhares de galáxias emergiram, de uma área menor mais de um por cento da lua cheia”, diz Baselmans.
A sensibilidade que os pesquisadores alcançaram com seus KIDs pode ser melhor descrita por uma vela hipotética na lua. Imagine-se de pé na Terra – ou flutuando logo acima da atmosfera – e erguendo a mão para sentir o calor da vela. Parece um exercício inútil? Não para uma criança. É até dez vezes mais sensível do que isso. Com um tempo de integração de um segundo, um KID pode detectar apenas 3*10-20 watts.
Publicado em 06/09/2022 11h50
Artigo original:
Estudo original: