Fim de Arecibo: Era dos telescópios gigantes chegando ao fim

Telescópio de 305 metros do Observatório de Arecibo em novembro de 2020.
Telescópio de 305 metros do Observatório de Arecibo em novembro de 2020.Universidade da Flórida Central/Observatório de Arecibo

É o fim de uma era para um dos telescópios mais famosos da astronomia. Após uma série de acidentes no Observatório de Arecibo, em Porto Rico, o seu telescópio gigante, que já foi o maior radiotelescópio do mundo, está sendo desativado.

Conteúdo

  • O fim da linha para Arecibo
  • Um legado científico e cultural
  • A ascensão do conjunto de radiotelescópios
  • Uma nova era da astronomia
  • No céu

O seu encerramento marca não apenas o fim da história deste marco, mas talvez o início do fim dos telescópios gigantes como a vanguarda dos instrumentos astronómicos.

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O fim da linha para Arecibo

Os problemas de Arecibo começaram em agosto deste ano, quando um cabo auxiliar se estendeu sobre a antena refletora de 300 metros de altura. quebrou e caiu, abrindo um corte de 30 metros de comprimento em sua superfície. A instalação já estava em uma posição precária após os danos causados ​​pelo furacão Maria em 2017, e o rompimento do cabo forçou a suspensão de suas operações.

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Universidade da Flórida Central

Felizmente, ninguém ficou ferido no acidente. No entanto, a National Science Foundation (NSF), que supervisiona o observatório, disse que a estrutura estava “em condições”. perigo de uma falha catastrófica.” Mesmo assim, os engenheiros permaneceram esperançosos de que os cabos e a antena pudessem ser reparado.

Mas no início de Novembro, o observatório sofreu outro incidente grave quando um cabo principal falhou, provavelmente devido à carga extra que transportava sem o cabo auxiliar para o suportar. No mesmo mês, a NSF anunciou que não poderia reparar os danos com segurança e desativaria o telescópio.

Um legado científico e cultural

O Observatório de Arecibo, visto no filme GoldenEye
O Observatório de Arecibo, visto no filme GoldenEyeMGM

Construído entre 1960 e 1963, o telescópio era conhecido não só pelas suas realizações científicas, mas também como um dos símbolos mais reconhecidos da astronomia para o público em geral. Muitas vezes aparecia na tela, mostrado em filmes como Contato e programas de TV como O arquivo x além de ser o local da icônica cena final da luta no filme de James Bond GoldenEye.

James Bond balança sobre a antena de 300 metros do Observatório de Arecibo
James Bond balança sobre a antena de 300 metros do Observatório de AreciboMGM

O enorme tamanho da antena tornou-a mais sensível do que outros radiotelescópios da sua época, permitindo-lhe detectar sinais de rádio muito fracos e permitir que os pesquisadores perscrutem o cosmos mais profundamente do que nunca antes.

Seus primeiros projetos no SETI (busca de inteligência extraterrestre), como o envio do Mensagem de Arecibo em 1974, ajudou a trazer o interesse público para este campo anteriormente obscuro. E o telescópio foi fundamental na busca pelos primeiros exoplanetas, pois foi usado para localizar um pulsar em torno do qual foram descobertos os três primeiros planetas fora do nosso sistema solar.

Como ferramenta prática de descoberta e símbolo de inspiração, os pesquisadores descrito o descomissionamento do telescópio como uma “perda inestimável”.

A ascensão do conjunto de radiotelescópios

O fechamento do telescópio de Arecibo marca o fim de uma era na astronomia, disse o astrônomo e cientista planetário Franck Marchis ao Digital Trends. Marchis, que estuda asteróides e trabalhou em imagens de exoplanetas, é astrônomo sênior do Instituto SETI e diretor científico da empresa de telescópios digitais Unistellar.

O futuro da radioastronomia não reside em telescópios gigantes, disse Marchis. Agora, conjuntos ou redes de múltiplas antenas menores podem desempenhar a mesma função que um telescópio gigante de maneira mais eficiente. Isto é possibilitado por velocidades de comunicação aprimoradas, o que significa que os dados podem ser compartilhados entre dezenas ou centenas de antenas individuais com rapidez suficiente para que possam atuar como um único telescópio unificado.

No futuro, a radioastronomia será realizada utilizando instalações como o Square Kilometer Array (SKA), uma rede intergovernamental de radiotelescópios planeada para ser construída na Austrália e na África do Sul.

Impressão artística do núcleo central de 5 km de diâmetro das antenas Square Kilometer Array (SKA).
Impressão artística do núcleo central de 5 km de diâmetro das antenas Square Kilometer Array (SKA).Produções de Astronomia SPDO/TDP/DRAO/Swinburne

“A astronomia está passando de instalações gigantescas como Arecibo para pequenas instalações distribuídas como o SKA”, disse Marchis. Estas instalações são menos poderosas que Arecibo, mas podem monitorar um campo de visão mais amplo, coletando dados sobre milhões de estrelas, em oposição ao estreito campo de visão de Arecibo, que poderia monitorar um punhado de estrelas a uma velocidade tempo.

O campo de visão maior não é a única vantagem dos arranjos em relação aos telescópios individuais. “Eles também são mais fáceis de construir”, disse Marchis. “É muito mais fácil construir 200 antenas pequenas do que construir um telescópio gigante. E eles também podem ser atualizados facilmente.” Isso porque é mais fácil trocar peças. Os detectores usados ​​em uma matriz podem ser pequenos o suficiente para serem segurados na mão, por exemplo, enquanto os detectores usados ​​em um telescópio gigante como Arecibo são do tamanho de uma casa.

Outra questão é como os telescópios são desativados no final de suas vidas. Instalações pequenas podem ser facilmente desmontadas quando não forem mais necessárias, mas uma instalação grande como Arecibo custará muito para ser desmontada com segurança.

“É triste que Arecibo esteja acabando, porque é um telescópio lendário, é um dos telescópios icônicos da astronomia”, disse Marchis. “Mas também é hora. O tempo mudou e a tecnologia mudou. Agora somos mais capazes de fazer radioastronomia com pequenos telescópios distribuídos.”

Uma nova era da astronomia

Este movimento dos grandes telescópios em direção às matrizes é visto mais claramente no campo da radioastronomia. Mas também está começando a ser visto no campo da astronomia óptica. Embora ainda existam grandes telescópios ópticos em construção, como o Extremely Large Telescope do Observatório Europeu do Sul, no Chile, há também um boom de redes de telescópios ópticos distribuídos, como o sistema ATLAS de detecção de asteróides da NASA ou o telescópio científico cidadão Unistellar de Marchis rede.

Há uma vantagem especial em convidar cientistas cidadãos a participar em projetos astronómicos através de telescópios domésticos mais acessíveis e potentes. Uma limitação dos projetos em áreas como a detecção de asteróides é que as atuais redes profissionais têm Pontos cegos, por exemplo, porque a maioria das pesquisas astronômicas são com sede no hemisfério norte. Quando os cientistas cidadãos podem fazer observações de todo o mundo, a rede total pode obter uma imagem mais completa do céu, mesmo que haja mau tempo num determinado local.

O Allen Telescope Array, que coleta dados para o SETISeth Shostak/Instituto SETI

A diversidade de localizações de telescópios menores pode ser benéfico também em projetos SETI. Matrizes como a Allen Telescope Array têm tradicionalmente procurado sinais de rádio na esperança de identificar assinaturas tecnológicas de civilizações inteligentes. Mas aqui na Terra, estamos a afastar-nos da utilização de ondas de rádio para comunicação e a aproximar-nos da utilização de comunicações baseadas em óptica, então podemos assumir que civilizações alienígenas tecnologicamente avançadas também.

A abordagem moderna do SETI envolve a busca por sinais de laser, o que seria um forte indicador de vida inteligente. Uma rede distribuída de telescópios ópticos pode acompanhar possíveis detecções para identificar sinais distintos que possam indicar vida.

No céu

Por melhores que sejam os radiotelescópios, eles ainda precisam romper o ruído de fundo da interferência de telefones celulares e outros dispositivos de comunicação aqui no solo. Para chegar ao próximo nível de sensibilidade e ver mais longe no espaço, precisamos olhar para cima, para o céu.

Para a radioastronomia, “se você quiser obter melhor sensibilidade, em vez de construir uma única antena grande sobre Terra, seria melhor, se você tivesse financiamento infinito, construir múltiplas antenas parabólicas no espaço”, Marchis disse. “Acho que essa é a direção que o rádio tomará.” Provavelmente não veremos mais pratos gigantes sendo construído na Terra - em vez disso, veremos vários pratos no solo ou no espaço, ou mesmo no lua.

Impressão artística do Extremely Large Telescope (ELT) instalado no Cerro Armazones, uma montanha de 3.046 metros no deserto chileno do Atacama. O ELT de 39 metros será o maior telescópio óptico-infravermelho do mundo.
Impressão artística do Extremely Large Telescope (ELT) no seu recinto no Cerro Armazones, uma montanha de 3.046 metros no deserto do Atacama, no Chile. O ELT de 39 metros será o maior telescópio óptico/infravermelho do mundo.ESO/L. Calçada

Quanto à astronomia óptica, Marchis vê a tendência também para telescópios menores. “Eles são mais baratos, são mais fáceis de manipular e também são mais fáceis de desmantelar”, disse ele. Projetos como o Extremely Large Telescope podem ser o marco final desta era de telescópios gigantes. “Depois disso, não acho que construiremos algo maior.”

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