Crédito da imagem: USNO
Astrônomos de vários observatórios americanos anunciaram que fundiram com sucesso a luz de seis telescópios independentes para formar uma imagem única e de alta resolução de um sistema multi-estrela distante. Para criar uma imagem com esse nível de detalhe, um único telescópio precisaria ter 50 metros de diâmetro - maior do que qualquer coisa que exista atualmente. Essa técnica, chamada interferometria, já foi feita com pares de telescópios, mas nunca com seis.
Astrônomos do Observatório Naval dos EUA (USNO), do Laboratório de Pesquisa Naval (NRL) e do Observatório Lowell anunciaram hoje que combinaram com sucesso a luz de seis telescópios independentes para formar uma imagem única e de alta resolução de um sistema distante de várias estrelas . É a primeira vez que isso é realizado na região óptica do espectro eletromagnético. O Protótipo de Interferômetro Óptico da Marinha (NPOI) no local de Anderson Mesa no Observatório Lowell, perto de Flagstaff, Arizona, observou o sistema de estrelas triplas Eta Virginis, localizado a cerca de 130 anos-luz da Terra.
"Esse desenvolvimento permite" sintetizar "telescópios com aberturas superiores a centenas de metros", diz o Dr. Kenneth Johnston, diretor científico do Observatório Naval. “Isso levará à imagem direta das superfícies das estrelas e das manchas estelares, análogas às manchas solares no sol. Essa tecnologia também pode ser aplicada a sistemas espaciais para sensoriamento remoto da Terra e outros objetos no sistema solar, além de estrelas e galáxias. ”
Os interferômetros ópticos combinam a luz de vários telescópios independentes para formar um telescópio “sintético” cuja capacidade de criar uma imagem de alta resolução é proporcional à separação máxima dos telescópios. Eles são a resposta para os custos proibitivos e as imensas dificuldades técnicas da construção de telescópios monolíticos monolíticos extremamente grandes. Como a taxa na qual uma abertura de telescópio gigante é sintetizada com uma matriz de interferômetro é igual ao número de combinações entre dois telescópios da matriz, a combinação dos seis telescópios NPOI mais que quadruplicou a capacidade da NPOI de coletar dados sobre seus concorrentes.
O USNO e o NRL, em colaboração com o Observatório Lowell e com financiamento do Escritório de Pesquisa Naval e Oceanógrafo da Marinha, uniram forças em 1991 para construir o instrumento. Observações estelares foram realizadas com uma matriz de três estações desde a sua “primeira luz” em 1996.
No entanto, devido à dificuldade técnica associada à ligação de até um pequeno número de telescópios separados, os recursos de alta resolução dos interferômetros ópticos só foram usados até o momento em fontes estelares relativamente simples. Perguntas básicas, como o diâmetro aparente de uma estrela ou a existência e movimentos de companheiros estelares próximos, são facilmente respondidas por essas fontes. No entanto, para aumentar a resolução espacial e a sensibilidade da estrutura estelar, os interferômetros devem ligar mais telescópios para fornecer uma amostra uniforme da abertura sintetizada. Três telescópios combinados fornecem três medidas na abertura sintetizada, mas seis telescópios fornecem 15 combinações.
Para mesclar as seis vigas, a equipe da NPOI projetou um novo tipo de combinador híbrido de vigas. Além disso, novos sistemas de hardware e controle foram desenvolvidos para codificar exclusivamente todas as combinações possíveis de telescópios nos dados gravados, para que as informações necessárias para o alinhamento e a superposição das frentes de onda das estrelas e a reconstrução da imagem possam ser decodificadas adequadamente.
O campo da interferometria é de rápido desenvolvimento, com gigantes como os telescópios gêmeos Keck de 10 metros alcançando "primeiras franjas" no ano passado, e o VLTI do Observatório Europeu do Sul planeja combinar a luz de quatro telescópios de 8 metros. Os interferômetros de imagem mais modestos, porém versáteis, como CHARA, COAST e IOTA também estão em operação há alguns anos, mas o NPOI é o primeiro a combinar luz de uma série completa de seis telescópios.
Num futuro próximo, a NPOI estará comissionando todas as estações restantes nas quais qualquer um dos seis telescópios possa ser montado para um tamanho máximo de matriz de 430 metros, a maior linha de base de todos os projetos atuais de interferômetro de imagem.
A astrofísica estelar será revolucionada pela capacidade de visualizar diretamente estrelas diferentes do Sol. Por fim, quando empregada no espaço com a experiência coletada em experimentos terrestres, a interferometria óptica pode desenvolver a capacidade de imaginar planetas do tamanho de Júpiter orbitando estrelas distantes.
"Lembre-se dos primeiros dias da interferometria de rádio e observe as matrizes mundiais que usamos rotineiramente hoje", diz o Dr. Johnston. "Passamos de matrizes simples de dois elementos para matrizes de tamanho continentais com 10 ou mais antenas que produzem imagens em escala extremamente fina de quasares distantes. Estamos à beira de alcançar resultados semelhantes para fontes de luz visível. ”
Fonte original: Comunicado de imprensa do Observatório Naval dos EUA
