Ministério da Ciência e Tecnologia da Índia
Em vez de um espelho de vidro, este telescópio usa uma panela giratória de mercúrio líquido.
A 8.040 pés acima do nível do mar (2.450 metros) em Uttarakhand, na Índia, encontra-se um local privilegiado para observações astronômicas – Devasthal, 31 (52 quilômetros) milhas a leste da cidade turística de Nainital. Rodeado pela beleza cênica do imponente Himalaia, o Observatório Devasthal já abriga dois telescópios ópticos de nível de pesquisa.
Agora, um novo instrumento se juntou à corrida para desvendar mistérios cósmicos – o Telescópio Internacional de Espelho Líquido (ILMT), que usa uma panela giratória de mercúrio líquido como seu espelho primário, não uma folha sólida de vidro polido.
O ILMT é o primeiro telescópio desse tipo para a Índia, o maior da Ásia, feito exclusivamente para pesquisas astronômicas. Embora a ideia de um espelho líquido não seja nova, nenhum instrumento moderno foi construído em um local tão adequado para a astronomia quanto Devasthal.
“O local tem um céu muito escuro e um bom número de noites claras”, diz Paul Hickson, astrônomo da Universidade da Colúmbia Britânica (UBC) em Vancouver, que trabalhou em outros telescópios de espelho líquido e visitou Devasthal em várias ocasiões.
Uma ideia antiga
Os espelhos líquidos têm um histórico longo, mas misto, em astronomia. Há mais de 300 anos, Isaac Newton observou que um líquido em um recipiente giratório assumiria a forma de uma parábola – precisamente a forma necessária para um espelho de telescópio focalizar a luz em um único ponto. Em 1850, o astrônomo italiano Ernesto Capocci conceituou ainda mais essa ideia, mas não conseguiu construir um modelo funcional.
Durante o resto daquela década, o astrônomo nascido em Londres Henry Skey investigou o conceito de forma independente e experimentou construir um. Ele emigrou para a Nova Zelândia em 1860 e publicou um relato de um telescópio de espelho líquido em 1872.
No início do século 20, Robert Wood, físico da Universidade Johns Hopkins, desempenhou um papel fundamental ao construir LMTs de diferentes tamanhos para observar objetos astronômicos passando pelo zênite (o ponto no céu diretamente acima). Mas, apesar de suas melhores tentativas, a tecnologia ainda não era precisa e atormentada por vibrações.
Eventualmente, os LMTs ficaram em segundo plano à medida que a tecnologia de espelho sólido avançava. Então, na década de 1980, os cientistas começaram a ressuscitar a tecnologia, abordando suas limitações com tecnologia moderna. De 1994 a 2002, a NASA operou um LMT de 3 metros para escanear a órbita da Terra em busca de detritos espaciais. Mais tarde, a UBC reutilizou algumas peças para construir o Grande Telescópio Zenith de 6 metros – o maior do gênero. No entanto, o clima em seu local não era ideal para astronomia e foi desativado em 2016.
Hoje, o conceito pode estar pronto para um ressurgimento do mainstream. “Em 1997, foi formado um consórcio de astrônomos interessados no ILMT de 4 metros de largura. Mas a construção levou quase 25 anos devido à necessidade de líquidos e outros atrasos”, diz Jean Surdej, diretor de projeto do ILMT. Índia, Bélgica, Canadá, Polônia e Uzbequistão fizeram o trabalho de construção do telescópio.
Ministério da Ciência e Tecnologia da Índia
Um espelho mercurial
O ILMT usa mercúrio brilhante em forma líquida para coletar e focar a luz. O mercúrio tem forte poder reflexivo e permanece na forma líquida à temperatura ambiente. E é muito mais barato do que os espelhos de vidro altamente valorizados. Esmerilhar espelhos em forma parabólica é uma tarefa árdua e cara. O custo total do ILMT chega a US$ 2 milhões, enquanto um telescópio convencional de espelho sólido de seu tamanho pode chegar a centenas de milhões.
“Um problema é que o mercúrio é perigoso para os seres humanos, portanto, é preciso tomar os devidos cuidados”, diz Kuntal Misra, investigador do projeto do ILMT no Aryabhatta Research Institute of Observational Sciences (ARIES), que opera o Observatório Devasthal e está localizado em Nainital.
13,2 galões (50 litros) de líquido pesando 1.540 libras (700 kg) foram usados para criar uma camada de 0,14 polegadas de espessura (3,5 milímetros) em uma tigela que gira lentamente a cada oito segundos por meio de motores. Como resultado, o líquido assume uma forma parabólica sob a influência da gravidade e da força centrífuga – foi o que afirmou Newton.
A superfície do líquido deve ser lisa e girar a uma velocidade constante, pois qualquer distorção pode levar a imagens distorcidas. Para evitar deformidades, o mercúrio é protegido em ambos os lados. No topo, uma fina folha de mylar protege o líquido do vento; do fundo, ele fica em um sistema de rolamento de ar – uma almofada de ar comprimido de 10 mícrons de espessura (o cabelo humano tem 70 mícrons). É tão delicado que até partículas de fumaça podem prejudicar seu desempenho.
Observando o zênite
Como a forma de um telescópio de espelho líquido depende da gravidade, ele só pode apontar diretamente para o zênite do céu. No entanto, isso não é uma desvantagem tanto quanto pode parecer, pois o zênite gira no céu noturno com a rotação da Terra. “Ao longo do ano, o telescópio pode observar quase 120 graus quadrados do céu – 600 vezes a área da Lua Cheia. Essa área corresponde a cerca de 1% de todo o céu e é grande o suficiente para conter milhares de objetos interessantes”, explica Hickson, astrônomo da Universidade da Colúmbia Britânica (UBC).
Esses objetos podem variar de explosões de supernovas, quasares luminosos, estrelas indescritíveis e lentes gravitacionais a objetos do sistema solar, como asteroides, cometas e até detritos espaciais.
Observar o mesmo pedaço de céu também tem suas vantagens, principalmente na detecção de objetos transitórios. Os cientistas podem procurar mudanças subtraindo imagens tiradas em noites diferentes.
“O ILMT gerará enormes 10 a 15 GB de dados todas as noites. Assim, ferramentas computacionais avançadas, inteligência artificial e aprendizado de máquina serão implementados para classificar objetos espaciais”, acrescenta Kuntal.
Quando descobrir objetos, o Telescópio Óptico Devasthal dirigível de 3,6 metros ao lado poderá fazer uma rápida observação de acompanhamento.
Publicado em 08/09/2022 10h19
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