Arrays

A astronomia tem uma peculiaridade em relação às demais ciências: nosso objeto de estudo nunca está ao nosso alcance. Não podemos programar uma incursão a uma estrela, nem tampouco podemos reconstruir uma em laboratório. Tudo o que sabemos sobre as estrelas, sabemos com base em informações que nos chegam do espaço. Daí a importância dos instrumentos que nos permitem coletar esses dados…

Quanto mais largo for um telescópio, mais luz entra nele. E quanto mais luz, mais detalhes conseguiremos discernir. O famoso telescópio de Galileu tinha uma abertura de 51mm de diâmetro. Hoje, o maior telescópio ótico do mundo tem um espelho coletor de imagens com 10,4m de diâmetro! E  já há conversas sobre construir um gigantesco telescópio com 30 metros de diâmetro!

Resumindo: quanto maior a abertura, mais dados conseguimos coletar.

E isso vale também para os radiotelescópios. As antenas parabólicas funcionam exatamente como os espelhos, coletando radiação eletromagnética em um ponto focal. No caso dos espelhos, essa radiação é no comprimento de onda visível. No caso das antenas, são ondas de rádio. Assim, quanto maior for a antena, melhores são os dados. A maior antena de radiotelescópio fica em Porto Rico, e tem 305m de diâmetro.

Mas há um limite estrutural para o tamanho máximo desses instrumentos. Tanto telescópios ótico quanto radiotelescópios podem sucumbir ante o próprio peso se forem muito grandes! Para superar essa limitação, surgiu a ideia das matrizes de telescópios, ou arrays, em inglês.

Mas o que é um array?

Quem dirige sabe a importância dos espelhos retrovisores. O que sempre me impressiona é que um conjunto pequeno de espelhos pequenos seja capaz de dar ao motorista toda a visão necessária para a segurança no trânsito. Isso acontece porque os três espelhos estão estrategicamente posicionados e, juntos, funcionam com um grande espelho único que dá visão total da parte de trás do veículo!

Assim funciona um array astronômico. Dado os comprimentos de onda envolvidos, os arrays são mais comuns na radioastronomia. Várias antenas estrategicamente posicionadas funcionando como uma gigantesca antena única, usando uma técnica conhecida como interferometria.


© Padilla https://www.almaobservatory.org/en/about-alma-at-first-glance/how-alma-works/technologies/interferometry/

Uma das matrizes de antena mais famosas é o ALMA (Atacama Large Milimeter Array, “Grande Matriz Milímetro do Atacama, onde o termo “milímetro” se refere ao comprimento de onda típico observado por suas antenas). São 66 antenas funcionando em conjunto, e dependendo de como elas forem configuradas, podem equivaler a uma antena de 16km de diâmetro!

Os arrays ganharam grande evidência recentemente com a divulgação da primeira foto de um buraco negro. Esse marco na história da ciência só foi atingido graças a uma gigantesca matriz de telescópios ao redor do mundo, coletivamente denominada de Event Horizon Telescope. E não por acaso, o ALMA faz parte desse conjunto!


By ESO/O. Furtak – https://www.eso.org/public/images/ann17015a/, CC BY 4.0,
https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=57580702

A história da astronomia pode ser contada através dos saltos tecnológicos. As matrizes de telescópios, ou arrays, certamente são um desses saltos!

Published by Alexandre Cherman

Alexandre Cherman é astrônomo, doutor em Física e atualmente ocupa o cargo de Diretor de Astronomia.