LuSEE-Night: Conheça o radiotelescópio lunar que estudará o início do universo

A NASA está se preparando para o lançamento da missão LuSEE-Night, radiotelescópio projetado para pousar no lado afastado da Lua e, de lá, estudar a era das trevas do universo e as épocas da reionização e da recombinação.

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Devido às emissões de nosso planeta, tanto as naturais quanto as artificiais, os astrônomos não podem observar o universo em determinadas frequências de ondas. Por isso, existem diversos projetos para construir telescópios na Lua, onde essas interferências não atrapalham a coleta dos dados.

Bons exemplos são o projeto de telescópio lunar de ondas gravitacionais, o telescópio lunar com espelho líquido e um enorme radiotelescópio lunar. Mas todos os projetos ambiciosos precisam de um primeiro passo, e, nesse caso, este passo será o pequeno LuSEE-Night.

O que é o LuSEE-Night

Baseado em um dos instrumentos da espaçonave Parker Solar Probe, também da NASA,o LuSEE-Night consiste em 4 antenas monopolo dispostas formado de “X”, montadas no topo de uma plataforma rotativa.

O objetivo da missão é iniciar os experimentos de radioastronomia de baixa frequência do lado oculto lunar, que pode se tornar um grande trunfo para a observação e estudo das ondas de rádio emitidas por objetos distantes no universo.

A grande vantagem de instalar um radiotelescópio na Lua é evitar as emissões da Terra, que, em determinadas frequências (de ~20 MHz para baixo), se tornam opacas para os telescópios em solo terrestre. As emissões cósmicas que os astrônomos procuram estão de 0,1 a 50MHz.

Esse projeto é uma colaboração entre a NASA, através do Laboratório de Ciências Espaciais em Berkeley; o Departamento de Energia, através do Laboratório Nacional Brookhaven; e do Laboratório Nacional Lawrence Berkeley.

Objetivo da missão LuSEE-Night

Se tudo der certo, o LuSEE-Night poderá estudar a Idade das Trevas, uma época do universo situada entre a última dispersão da radiação cósmica de fundo (a “luz” fóssil do Big Bang) e o momento em que as primeiras estrelas e galáxias se formaram.

Naquela época, apenas o gás hidrogênio frio e não luminoso existiu durante esta época e, portanto, foi amplamente inexplorado e continua sendo uma das fronteiras menos restritas da cosmologia moderna.

Esse período compreende 370 mil anos até cerca de 1 milhão de anos após o Big Bang. Como poucos átomos eram ionizados, a única radiação emitida foi a 21 centímetros, formada por hidrogénio neutro.

Isso porque as nuvens de hidrogênio entraram em colapso muito lentamente para, só depois, formar estrelas e galáxias. Ou seja, não havia ainda outras fontes de luz além da radiação de fundo cósmico de micro-ondas, emitida bem no comecinho dessa época.

Há muitas hipóteses sobre essa época indecifrável, como a possibilidade de água líquida ter se formado durante um período de 7 milhões de anos. Alguns cientistas especulam até mesmo que vida primitiva poderia ser surgido nesse mesmo período, que foi apelidado de “época habitável do universo primitivo”.

Entretanto, para confirmar qualquer uma dessas hipóteses, é preciso “ver” o que aconteceu na idade das trevas. Para isso, os cientistas procuram pela radiação emitida, e a única disponível são as ondas de rádio em 21 centímetros.

Assim, os astrônomos se esforçam para detectar essa radiação que, além de muito difícil de detectar com telescópios em solo terrestre, deve também ter frequência bem fraca. O LuSEE-Night será o primeiro protótipo de radiotelescópio baseado na Lua para medir essas frequências.

Lançamento e pouso

O local de pouso do LuSEE-Night é uma elipse de 100m no lado oculto da Lua, ou seja, a face que nunca aparece para nós, observadores terrestres. Este local foi escolhido para minimizar ao máximo a interferência terrestre.

Apesar dessa estratégia, a ionosfera lunar, mesmo sendo muito tênue, possa bloquear algumas frequência mais baixas. Além disso, mesmo a face oculta fica de frente ao Sol durante o dia lunar, o que também atrapalhará as observações do relescópio.

Ainda assim, durante a noite lunar do lado afastado, o LuSEE-Night conseguirá coletar dados que nenhum outro radiotelescópio na Terra consegue captar. O horizonte do local escolhido para o pouso é bastante plano, o que facilitará ainda mais a missão.

Por fim, o local de pouso apresenta um regolito misturado, evitando problemas com o equipamento. Suas primeiras observações podem ser as emissões de raios cósmicos ao redor dos campos magnéticos da Via Láctea e outras fontes brilhantes como supernovas e anãs brancas.

O lançamento da missão está previsto para algum momento de 2025, com a missão CS-13 CLPS. Um artigo detalhando o projeto foi disponibilizado recentemente no arXiv.org.

Fonte: NASA, arXiv.org