União de telescópios espaciais e terrestres pode trazer descobertas incríveis

Por Daniele Cavalcante | 20 de Agosto de 2020 às 13h16
Fermilab

Um novo artigo chamou a atenção dos astrônomos para um tema que parece ser uma lição importante - e urgente - para a comunidade científica. De acordo com o texto, pesquisadores que trabalham com diferentes tipos de observação (em observatórios terrestres e telescópios espaciais), terão muito mais resultado se começarem a trabalhar mais em equipe.

No final de 2019, a comunidade científica se deparou com o problema que os satélites Starlink começaram a causar nas observações astronômicas. Com isso, iniciou-se um debate sobre a real utilidade dos observatórios localizados na Terra, já que os telescópios espaciais na órbita terrestre são tão poderosos. Afinal, será que os instrumentos como o Hubble e o James Webb não podem substituir os observatórios terrestres, como o ALMA?

Se na época já tivemos boas explicações sobre as vantagens dos observatórios terrestres, um novo artigo aponta que os dois tipos de observação devem, na verdade, trabalhar juntos. Se isso é verdade para equipes multidisciplinares em qualquer área do conhecimento, a astronomia não seria uma exceção. No entanto, nem sempre é fácil obter uma coordenação de equipe e visão compartilhada e, de acordo com os autores do artigo, isso acaba atrapalhando as pesquisas.

Tudo começou na conferência Planets2020 no Chile, organizada pelo observatório Atacama Large Millimeter Array (ALMA). O evento aconteceu em março, pouco antes da pandemia de COVID-19 começar a restringir as viagens, e os pesquisadores tiveram a chance de participar de uma boa quantidade de discussões focadas nas capacidades das diferentes plataformas de observação baseadas na Terra e no espaço.

O resultado desses debates foi o novo artigo, que aponta os benefícios potenciais da coordenação de observações terrestres, orbitais e in situ de objetos cósmicos. Mais importante que apenas coordenar o trabalho conjunto, o texto aponta um novo caminho para a astronomia observacional, no qual toda a comunidade pode se beneficiar.

Espectro eletromagnético

Quatro antenas do Atacama Large Millimeter Array (ALMA), rádio-observatório constituído por um conjunto de antenas no Chile (Foto: ESO)

Vincent Kofman, autor principal artigo, químico pesquisador do Goddard Space Flight Center, destaca a importância de usar os sistemas de imagem interagem com diferentes comprimentos de onda de luz. É que o espectro eletromagnético é extremamente grande, incluindo todos os tipos de luz, como rádio, infravermelho, raios X, ultravioleta e a luz visível. Não existe nenhum sensor capaz de coletar dados em todos esses comprimentos de onda diferentes ao mesmo tempo.

Por isso, é necessário desenvolver uma série de instrumentos que possam capturar imagens em um espectro específico. O ALMA, por exemplo, é um rádio-observatório, ou seja, capta sinais de rádio emitidos pelos objetos cósmicos. Já o James Webb é especialista no infravermelho de médio alcance.

O problema disso é que quando você aponta para um corpo celeste com um telescópio de infravermelho, por exemplo, você perde todos os detalhes que acontecem em outros comprimentos de onda, inclusive a luz visível. Isso porque esses instrumentos especialistas em um comprimento costumam ser cegos em outras faixas espectrais. Se uma equipe científica estiver observando apenas em um tipo de luz, há boa chance de que eles percam aspectos importantes de um fenômeno que estão estudando.

O James Webb em processo de montagem (Imagem: Reprodução/https://www.universetoday.com/147467/whats-possible-when-earth-and-space-based-telescopes-work-together/NASA)

Claro, há instrumentos equipados com câmeras capazes de enxergar em múltiplas faixas de onda, mas eles costumam ser muito mais caros. Além disso, eles são normalmente enviados ao espaço, e quanto mais peso carregam, mais difícil se torna o voo. Assim, mesmo as sondas mais versáteis, são limitadas considerando todo o espectro eletromagnético. Por isso, as equipes que planejam e desenvolvem essas sondas enviadas ao espaço - as naves que fazem observações in situ -, devem ser muito seletivas sobre os tipos de instrumentos que colocarão a bordo das naves.

É aí que entra a coordenação entre os telescópios terrestres e os espaciais, localizados na órbita terrestre. Se uma equipe, ao planejar uma missão de nave espacial para explorar um planeta, puder juntar forças com observatórios terrestres especializados em ondas de rádio, infravermelho ou micro-ondas, eles não precisarão mais incluí-los em suas próprias espaçonaves. Mas se eles não conseguirem coordenar observações simultâneas entre esses instrumentos, perderão os espectros que os observatórios terrestres podem fornecer.

Outra vantagem que os observatórios baseados na Terra têm sobre as naves e sondas é a capacidade de fornecer imagens de um planeta inteiro, de uma vez, enquanto as naves, quando orbitam outros mundos, só podem medir parte do objeto, em um único momento no tempo. Isso resulta em uma perda da compreensão contextual daquele planeta, pois os eventos dinâmicos que podem ser observados pela sonda podem não estar presentes em toda a superfície daquele mundo. Imagens de telescópios terrestres podem fornecer um contexto maior que falta.

As vantagens da ação conjunta

(Imagem: Reprodução/Universe Today)

Benefícios dessa abordagem de observação conjunta podem ser constatados com os resultados da missão Juno. A nave atualmente em órbita ao redor de Júpiter, com a coordenação entre ela e uma série de observatórios baseados na Terra resultou em mais de 40 artigos que usam dados de mais de uma fonte observacional do sistema jupiteriano.

Outro exemplo são as pesquisas em Marte. Ele é o único planeta com rovers funcionando em sua superfície, mas os cientistas não contam apenas com isso. Eles têm uma observação combinada dos instrumentos na órbita marciana (TGO e MAVEN) e de telescópios baseadas na Terra, como o Infrared Telescope Facility da NASA no Havaí. Não é à toa que sabemos tanto sobre esse planeta.

Todos os dados que a equipe do ALMA coleta, e quase todos os dados astronômicos de todos os observatórios que podem ser convocados para os esforços observacionais conjuntos, acabam sendo disponibilizados gratuitamente ao público. Mas isso não basta. Se a comunidade científica não tiver uma estratégia de realizar observação coordenada para obter dados sobre um objeto simultaneamente por mais de um observatório, os benefícios da força conjunta são perdidos. Isso porque os fenômenos transitórios precisam ser registrados em ambos os conjuntos de dados, ao mesmo tempo.

Eventualmente, vasculhar dados antigos de um observatório como o ALMA para combinar com determinada observação de uma sonda, funciona, e resulta em boas descobertas. Mas com uma coordenação bem realizada nas futuras observações, existem muito mais chances de sucesso. Observações combinadas podem revelar fenômenos que não seriam visíveis com instrumentos isolados, e podem nos proporcionar novas descobertas ainda mais incríveis.

Fonte: Universe Today

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