De receita de sopa de cometa à evolução do universo, o telescópio especial Spitzer faz 15 anos no espaço!

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Por Cássio Barbosa, G1 

07/09/2018 08h11 Atualizado ontem 

Postado em 08 de setembro de 2018 às 19h00m 

:* Série Natureza e Lagos - N. 014 *:

Quando falamos de telescópio especial, a primeira lembrança é o Hubble. Normal, afinal ele está operando há 28 anos ampliando nosso conhecimento sobre o universo e encantando as plateias com suas fotos magníficas. Mas ele está longe de ser o único.

A Agência Espacial Europeia, por exemplo, tinha o telescópio de raios-X chamado XMM-Newton e o telescópio para o infravermelho Herschel. A NASA, por si só, tem o projeto de Grandes Telescópios, com uma flotilha de telescópios espaciais que se completavam nas observações: O Compton, para raios gama; o Chandra, para raios-X; o Hubble, para o UV visível e o começo do infravermelho e o Spitzer, dedicado ao infravermelho. Com esses telescópios no espaço, era possível observar um mesmo objeto em várias faixas do espectro a partir do espaço.

Nenhum deles opera há tanto tempo quanto o Hubble, o Compton inclusive caiu no mar em junho de 2000. Chandra e Hubble continuam plenamente funcionais, mas o telescópio Spitzer vai meia bomba. Uma parte de seus detectores precisa de hélio líquido para manter a temperatura muito baixa. Mas baixa mesmo, lá na casa dos -240º Celsius. Só que a carga de hélio líquido que o telescópio levou acabou se esgotando em maio de 2009. A partir de então ele passou a operar apenas com os detectores que são resfriados naturalmente na sombra produzida pelo próprio telescópio.

Recentemente ele sobreviveu a um intenso corte de recursos que a NASA sofreu, que inclusive havia anunciado que não haveria recursos para manter o financiamento de pesquisas nos bancos de dados do telescópio. Felizmente essa má fase passou e o Spitzer acaba de completar 15 anos de operações ainda em funcionamento.

Nessa década e meia de estudos, o telescópio revolucionou alguns campos da astronomia, tanto quanto o Hubble. Alguns comprimentos de onda observados pelo Spitzer são inacessíveis do solo por causa da absorção atmosférica. Muitas das imagens obtidas eram simplesmente inimagináveis.

Confira agora, alguns dos principais resultados do telescópio espacial Spitzer:

Sistema TRAPPIST-1

Sistema TRAPPIST-1 (Foto: NASA/Caltech)

Depois da descoberta do Sistema planetário TRAPPIST-1, o telescópio foi apontado para determinar quantos planetas realmente estão orbitando a estrela central. Por que isso é tão importante? Porque se trata do único sistema planetário conhecido que possui 7 planetas rochosos, quase a quantidade total de planetas do nosso Sistema Solar, mas mais do que isso, TRAPPIST-1 só possui planetas rochosos! Nenhum Júpiter quente, nenhum super Urano. Além disso, 3 deles estão na chamada zona habitável, onde a radiação da estrela central é capaz de manter a temperatura entre 0 e 100 graus Celsius e, consequentemente, manter a água em estado líquido.

O primeiro mapa climático de um exoplaneta

Mapa Climatico (Foto: NASA/Caltech)

Como o Spitzer opera no infravermelho, ele consegue fazer mapas de temperaturas do objeto estudado. No caso, ele produziu um mapa com as diferenças de temperaturas registradas na atmosfera do gigante gasoso HD 189733b. Diferentes tipos de nuvens, bem como sua concentração, afetam a emissão de calor. O mapa produzido mostra, ainda que a grosso modo, a distribuição de nuvens em HD 189733b.

O anel desconhecido de Saturno

anel desconhecido de Saturno (Foto: NASA/Caltech)

O Spitzer revelou a existência de mais um anel em Saturno, um composto majoritariamente de poeira que não é visto na luz visível. Mas como a poeira é aquecida pela radiação externa do Sol e mesmo de Saturno, ela emite no infravermelho. O anel é bem grande e está bem mais externo que os anéis mais conhecidos a uma distância de 170 vezes o próprio diâmetro de Saturno. Para você ter uma ideia, se esse anel fosse visto no céu ao redor de Saturno, ele teria duas vezes o tamanho da Lua Cheia!

Novas descobertas nos processos de formação de estrelas

Formação de estrelas (Foto: NASA/Caltech)

A formação de estrelas se faz em ambientes repletos de poeira e gás, o que torna difícil de se observar. Mas como a radiação infravermelha consegue atravessar grande parte dessa barreira, o Spitzer consegue enxergar mais fundo que outros telescópios que operam no visível. Eu mesmo usei o telescópio como parte da minha pesquisa, submetendo um projeto para observar uma região de formação de estrelas com muita massa. O projeto foi aprovado e ganhamos quase 50 horas de observação. Com os dados, eu e meus colegas, conseguimos mostrar que havia estrelas em vários estágios de evolução naquela particular região. Com isso a gente conseguiu dar as características mais relevantes conforme a idade das estrelas.

Um mapa sem precedentes da Via Láctea

Um dos projetos chave do telescópio era mapear a nossa galáxia de forma absolutamente inédita. Os mapas produzidos se tornavam públicos assim que chegavam do satélite, claro, depois passarem pelas calibrações iniciais. Até hoje eu uso esses mapas, pois eles revelam as regiões de formação de estrelas em detalhes impressionantes.

O “gosto” da atmosfera de um exoplaneta

Em 2007, o telescópio espacial se tornou o primeiro telescópio a identificar diretamente moléculas na atmosfera de exoplanetas. Além de mostrar que na atmosfera de HD 209458b e HD 189733b não há vapor d’água, o Spitzer indicou a presença de pequenos grãos de poeira, chamados silicatos. Esse fato demonstrou a viabilidade de se fazer espectroscopia de exoplanetas que executam trânsitos planetários. Com qual objetivo? Preparar o terreno o sucessor do Hubble, o telescópio espacial James Webb.

Uma receita de sopa de cometa

Água, poeira, silicatos, argila, carbonatos presentes em conchas marinhas, compostos ferrosos e hidrocarbonetos aromáticos são ‘ingredientes’ de um cometa (Foto: NASA/Caltech)

No dia 04 de julho de 2005, um bloco de impacto lançado pela sonda Deep Impact colidiu intencionalmente com o núcleo do cometa Tempel 1 com o intuito de lançar ao espaço uma pluma de destroços. O material arrancado do cometa seria composto pelo material original que formou o Sistema Solar há 5 bilhões de anos, conservado da radiação externa abaixo de sua superfície. A composição química da pluma de detritos foi estudada tanto pela Deep Impact, quanto pelo telescópio Spitzer. 

Os ingredientes para um cometa? Água, poeira e silicatos, nenhuma surpresa aqui, mas também argila e carbonatos presentes em conchas marinhas. Além disso, o Spitzer detectou compostos ferrosos e hidrocarbonetos aromáticos também encontrados em churrasqueiras e fumaça de automóveis.

O telescópio Spitzer está numa órbita peculiar perseguindo a Terra, mas a cada dia um pouco mais distante, afastando-se inclusive do Sol.

Isso para evitar a emissão da primeira e minimizar o calor do segundo. Só que o custo dessa estratégia é alto, a cada dia os painéis solares do telescópio recebem menos luz, produzindo menos energia. Além disso, a antena de transmissão de dados precisa ser reorientada periodicamente e mais e mais potente as transmissões precisam ser por causa do aumento da distância. Isso tudo somado, o Spitzer recebe a cada dia menos energia ao mesmo tempo que a cada dia precisa consumir mais energia.

Em 2016 a NASA iniciou o programa Beyond com duração prevista de 2 anos e meio. O principal objetivo desse programa é realizar observações que identifique alvos potenciais para o James Webb. O programa já está perto de terminar, mas o James Webb ainda não tem data de lançamento e do jeito que a coisa vai, nem em 2020 isso vai acontecer. Se a NASA decidir interromper as atividades do Spitzer, serão 2 anos de lacuna em observações no infravermelho. 

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