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Astrônomos brasileiros inauguram poderoso instrumento para observação do Universo

 

Instrumentos e Detetores

CAMIV

M8: berçário de estrelas

Paschen beta
em Eta Carinae


Imagens de Centaurus A
em  J e H


Eclipse em V2051 Oph.

Imagens do quasar
PDS 456


Objetos estelares jovens

Informações p/ o usuário

 

Os astrônomos brasileiros dispõem de uma nova ferramenta para desvendar os mistérios do Universo. Com a entrada em operação, neste mês de março, de uma câmara  ultra-sensível à radiação eletromagnética no infravermelho, a comunidade astronômica brasileira ingressa em uma frente de pesquisa que promete ser uma das grandes vedetes da astronomia do próximo século.
O instrumento, com características únicas no hemisfério sul, faz parte do projeto "Formação, Evolução e Atividade de Galáxias", contemplado pelo Programa de Apoio aos Núcleos de Excelência (PRONEX) do Ministério da Ciência e Tecnologia. O projeto, coordenado pela pesquisadora Sueli Viegas (IAG-USP), é integrado por astrônomos do Instituto Astronômico e Geofísico da USP (IAG-USP), do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE) e da Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN). A câmara está instalada no Laboratório Nacional de Astrofísica (LNA/CNPq), em Brazópolis, MG, para uso de toda a comunidade astronômica brasileira. No período de março a agosto deste ano, o instrumento já está alocado para observação em 75 noites.

Última geração
A CamIV, como é chamada a câmara para o infravermelho brasileira, é o resultado dos mais recentes avanços da tecnologia de obtenção de imagens de alta qualidade dos objetos celestes. O detetor da CamIV é quatro vezes maior do que os instalados no telescópio espacial Hubble e é sensível à faixa de comprimentos de onda entre 0,8 e 2,5 micra (µm). Na verdade, ele é constituído por um arranjo de 1024 por 1024 minúsculos detetores, com dimensões de cerca de 18 milésimos de milímetro cada um, que permitem coletar, de uma só vez, imagens de grandes regiões do céu. Fabricado pela Rockwell Int., o detetor é fruto de um desenvolvimento especificamente voltado para a astronomia, parcialmente financiado pela Universidade do Havaí.

Mais longe, mais fundo
O Universo visto através do  infravermelho é mais transparente do que no visível. Isto se deve à maneira como a radiação eletromagnética interage com o gás e a poeira espalhados pelo cosmo. Os astrônomos brasileiros mapearão a estrutura da nossa galáxia e investigarão as características de outras galáxias, valendo-se dessa nova janela observacional que permite enxergar mais fundo, e portanto, mais longe.
A imagem abaixo mostra uma composição em pseudo cor de imagens tomadas em diferentes bandas espectrais para a galáxia Centaurus A (ou NGC 5128). A imagem em azul foi obtida por Gabriel Hickel, utilizando o telescópio Zeiss do LNA e uma camara CCD. Corresponde aproximadamente ao que o olho humano enxerga bem.
As imagens no infravermelho foram obtidas com a CamIV no telescópio de 60cm do IAG-USP, e estão codificadas em verde (banda J, 1,25 micron) e vermelho (banda H, 1,65 micron). Pode-se notar na composição os efeitos da interação da radiação com a poeira, sendo a luz no infravermelho menos atenuada na região dominada pela faixa de poeira que a galáxia possui. Também se destaca o núcleo ativo (provavelmente contendo um buraco negro) que existe no coração de Centaurus A.

Vista apliada 1024x1024

 

A astronomia brasileira no século 21: Gemini e Soar.
A astronomia brasileira cresceu vertiginosamente nas últimas décadas. Em 22 de abril de 1980, quando da primeira observação com o telescópio de 1,6 m do LNA, o número de doutores formados nessa área no Brasil não excedia uma dúzia. Em 22 de abril de 2000, por ocasião dos 500 anos da descoberta do Brasil, terão decorridos 20 anos de uso ininterrupto do Observatório do Pico dos Dias, em Brazópolis, e a comunidade astronômica será representada por centenas de doutores, a maioria formada no país.
Como resultado desse crescimento, o Brasil projetou-se internacionalmente e acha-se envolvido em projetos de colaboração internacional, como o Gemini (dois telescópios de 8 metros de diâmetro instalados no Chile e no Havaí) e o SOAR (uma parceria Brasil-Estados Unidos em um telescópio de 4 metros de diâmetro com desempenho que supera o do telescópio espacial). O Gemini é um projeto otimizado para o infravermelho e o SOAR terá também um excelente desempenho nos comprimentos de onda até 5 mm.
A CamIV estará criando alvos para estudos mais aprofundados através dos grandes telescópios, além de contribuir para a formação de recursos humanos e desenvolver experiência para o uso competitivo dos recursos de pesquisa astronômica no século 21.

Desenvolvimento instrumental
O desenvolvimento de instrumentação científica tem papel estratégico, contribuindo decisivamente para a realização de pesquisa inovadora, estabelecimento de capacitação tecnológica e formação de recursos humanos. O projeto da CamIV envolveu diretamente áreas como optoeletrônica, criogenia & vácuo e processamento de dados.
O projeto foi executado através de uma colaboração entre o IAG-USP e a Divisão de Astrofísica do  INPE. O responsável técnico-científico é o pesquisador Francisco Jablonski (INPE), com René Laporte (optomecânica, INPE) e César Strauss (software de aquisição de dados, IAG-USP) completando a equipe que projetou e colocou em operação o novo instrumento. A fabricação foi feita em parte em Tucson, no Arizona (criostato e integração do detetor - Infrared Laboratories) e em São José dos Campos (módulo de aquisição e guiagem - Metalcard Com. Peças Usinadas). O custo total do projeto foi de cerca de 350 mil US$.

A figura ao lado mostra a CamIV acoplada ao telescópio de 0,6 m do IAG-USP, no Laboratório Nacional de Astrofísica/CNPq. A parte dourada é o criostato que contém o sistema de refrigeração a Nitrogênio líquido, para manter o detetor infravermelho a -196° C. Pode-se ver diversos subsistemas, como o pré-amplificador que isola e amplifica os sinais provenientes do detetor e o motor de filtros que movimenta uma roda contendo 8 filtros refrigerados.
A câmara infravermelho é bastante versátil, podendo ser utilizada em qualquer dos telescópios do LNA, além de permitir a realização de espectroscopia de alta resolução, no espectrógrafo Coudé do telescópio de 1,6 m. A CamIV observa de uma só vez um campo de visada de 8 x 8 minutos de arco, ideal para o estudo de objetos extensos como galáxias ou regiões de formação estelar. Produz  tipicamente alguns gigabytes de dados por noite de observação e requer elaborados esquemas de tratamento e análise dos dados coletados.

A astronomia no infravermelho, na qual a comunidade científica brasileira passa a ter uma atuação mais incisiva a partir de agora, vai contribuir para esclarecer questões essenciais, tais como a origem e evolução química do Universo, a formação dos planetas e estrelas, ou mesmo indagações de interesse muito mais amplo, como a própria origem e distribuição da vida no Universo.