Tecnologia

Caçador de radiação

Brasil participa do desenvolvimento do maior observatório capaz de estudar corpos celestes que emitem raios gama, fenômeno ainda não compreendido pela ciência

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postado em 19/01/2013 08:00 / atualizado em 18/01/2013 13:07

Bruna Sensêve

Vinte e oito países reuniram grandes nomes da astrofísica para um projeto ambicioso: a construção do maior observatório do mundo para o estudo dos corpos celestes que emitem radiação gama, o Cherenkov Telescope Array (CTA). São aproximadamente mil pesquisadores, entre eles 10 brasileiros, envolvidos no projeto, previsto para ficar pronto em 2015 e que permitirá aos cientistas avaliarem com uma precisão jamais vista os fenômenos mais energéticos do Universo. Tudo no empreendimento é superlativo. Serão 100 telescópios de altíssima precisão, instalados em uma área de aproximadamente 10km² e, necessariamente, a uma altitude entre 1,5 mil metros e 3 mil metros.

O local exato da construção ainda não foi escolhido. Além da altitude e do imenso terreno vazio, a atmosfera da região a ser escolhida precisa estar limpa, sem poluição humana ou luminosa no ar. O clima também precisa ter suas particularidades, com poucas chuvas durante o ano e uma latitude em torno dos 30º, ao Sul. Esses critérios possibilitaram que uma faixa de possibilidades fosse desenhada no globo terrestre, compreendendo países da Argentina à Austrália. Atualmente, são três principais candidatos: dois na América do Sul, Chile e Argentina, e outro na África, Namíbia, onde já está instalado um observatório similar, chamado HESS.

Um dos pesquisadores brasileiros envolvidos no projeto, o astrofísico Luiz Vitor de Souza Filho, do Instituto de Física de São Carlos (IFSC), da Universidade de São Paulo (USP), conta que regiões próximas a Brasília foram consideradas, devido ao baixo índice pluviométrico, mas não foi encontrado um lote com as dimensões necessárias. “A expectativa é muito grande em torno desse experimento. É um observatório dedicado a muitas perguntas. Elas vão da física mais clássica, como a formação de objetos, até questões associadas à ciência de partículas, como a matéria escura”, diz o astrofísico.

Os raios gama chegam à Terra constantemente, vindos de objetos de grande energia, como buracos negros, supernovas e galáxias com o núcleo ativo. No momento em que atravessam a atmosfera do planeta, eles geram um faixo luminoso, invisível a olho nu, chamado de radiação de Cherenkov, em homenagem ao ganhador do prêmio Nobel, Pavel Cherenkov, que interpretou esse efeito na década de 1950. Para captar a radiação, são necessários equipamentos especiais, como os telescópios Cherenkov. Eles se assemelham a uma antena parabólica, com um disco recoberto de espelhos e uma parte central que funciona como um coletor de luz. O CTA contará com equipamentos de diferentes tamanhos — 6m, 12m e 24m de diâmetro.

Os espelhos do disco refletem o faixo luminoso e o dirigem para esse sensor, que o transforma em um sinal elétrico, enviado a um sistema de computação. Os dados são, então transcritos e analisados pelos cientistas. Os 100 telescópios operarão em conjunto de diferentes modos, seja apontando para o mesmo local, na tentativa de estudar com muita precisão um único objeto celeste, ou para diferentes regiões para fazer uma varredura no céu. Até hoje, o maior observatório do tipo opera com apenas cinco desses telescópios.

Básica
O CTA tem como foco o estudo da ciência básica. Ou seja, não busca um resultado já previsto, como o desenvolvimento de uma nova tecnologia. O interesse é compreender melhor a natureza, entendendo, por exemplo, como essas partículas de alta energia são geradas e emitidas. Também envolvido na iniciativa, o astrofísico Ronald Shellard, diretor substituto do Centro Brasileiro de Pesquisas Físicas (CBPF), espera que o centro traga avanços à sua área de pesquisa. Ele faz parte de um grupo de brasileiros e argentinos que estudam a origem dos raios cósmicos, no Observatório Pierre Auger, aos pés da Cordilheira dos Andes.

“Um professor meu dizia que a curiosidade nunca decepciona. Cada vez que tentamos responder a uma pergunta fundamental da natureza, acabamos encontrando uma aplicação. Foi assim com o funcionamento da luz. Quando pesquisavam isso, não estavam querendo fazer um laser ou um sistema elétrico sofisticado. Queriam explicar um fenômeno da natureza que não entendiam. Se é possível explicar, uma porta nova para um novo mundo se abre, com implicações futuras”, avalia Souza Filho.

No entanto, uma série de inovações tecnológicas devem ocorrer com a instalação do observatório, com avanços na construção de espelhos, de estruturas metálicas e de componentes eletrônicos. Os pesquisadores trabalham com empresas dos países envolvidos para que elas sejam capacitadas a participar da construção do CTA. Duas brasileiras, do interior de São Paulo, estão envolvidas. Uma delas, localizada em São José dos Campos, projetará e construirá a estrutura metálica de um dos equipamentos, que exige uma rigidez altíssima pois suportará uma câmera de filmagem que não poderá balançar, mesmo localizada a 20m de altura. Outra companhia, de São Carlos, especializada em ótica, desenvolve os revestimentos dos espelhos, que também deve ser especial e ter um longo tempo de vida útil.

Além do IFSC, as outras instituições brasileiras participantes são o Instituto de Astronomia, Geofísica e Ciências Atmosféricas da USP, o Centro Brasileiro de Pesquisas Físicas (CBPF), o Instituto de Física da USP, a Universidade Federal do Rio de Janeiro, a Universidade Federal do ABC e a Universidade Federal de São Carlos. A construção do CTA deverá começar em 2015 e terá duração de quatro ou cinco anos. No entanto, a previsão é de que seu funcionamento inicie no primeiro ano e, à medida que os telescópios forem construídos, seu potencial aumente até o máximo de 100 telescópios. Existe a previsão de outro sítio do CTA, no Hemisfério Norte, com cerca de 50 a 60 telescópios, porém, o empreendimento deverá iniciar quando o primeiro observatório já estiver concluído.
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