Teste a laser dá início a uma nova era da interferometria.

Na semana passada, quatro lasers foram projetados no céu acima do Observatório Europeu do Sul (ESO), localizado em Paranal, no Chile. Cada laser é usado para criar uma estrela artificial, que os astrônomos utilizam para medir e corrigir o desfoque causado pela atmosfera terrestre.

O impressionante lançamento desses lasers, um de cada um dos telescópios de oito metros em Paranal, representa um marco significativo do projeto GRAVITY+ — uma grande e complexa atualização do Interferômetro do Very Large Telescope (VLTI) do ESO. O GRAVITY+ proporciona ao VLTI um poder de observação muito maior e uma cobertura celeste muito mais ampla do que era possível anteriormente.

Quatro lasers para o VLTI. Crédito: A. Berdeu/ESO

“ Este é um marco muito importante para uma instalação completamente única no mundo ”, afirma Antoine Mérand, astrônomo do ESO e cientista do programa VLTI.

O  VLTI combina a luz de vários telescópios individuais do VLT (os quatro Telescópios Unitários (UTs) de oito metros ou os quatro Telescópios Auxiliares menores) usando  interferometria . O GRAVITY+ é uma atualização do VLTI, com foco no GRAVITY, um instrumento de grande sucesso do VLTI que tem sido usado para obter imagens de exoplanetas ,  observar estrelas próximas e distantes e realizar observações detalhadas de objetos tênues  orbitando o buraco negro supermassivo da Via Láctea .

O GRAVITY+ também engloba mudanças na infraestrutura dos telescópios e melhorias nos túneis subterrâneos do VLTI, onde os feixes de luz são convergidos. A instalação de um laser em cada um dos UTs anteriormente desprovidos de tecnologia é uma conquista fundamental deste projeto de longo prazo, transformando o VLTI no interferômetro óptico mais poderoso do mundo.

“ O VLTI com GRAVITY já possibilitou tantas descobertas imprevisíveis, estamos entusiasmados para ver como o GRAVITY+ irá expandir ainda mais os limites ”, diz Frank Eisenhauer, Investigador Principal do GRAVITY+, do Instituto Max Planck de Física Extraterrestre (MPE), Alemanha, que liderou o consórcio responsável pela atualização.

A série de atualizações vem sendo realizada há alguns anos e inclui tecnologia de óptica adaptativa revisada — um sistema para corrigir o desfoque causado pela atmosfera terrestre — com sensores de última geração e espelhos deformáveis. Até então, no VLTI, as correções de óptica adaptativa eram feitas apontando para estrelas de referência brilhantes que precisavam estar próximas ao alvo, limitando o número de objetos que podíamos observar.

Com a instalação de um laser em cada uma das Unidades de Teste (UTs), uma estrela artificial brilhante é criada a 90 km acima da superfície da Terra, permitindo a correção do desfoque atmosférico em qualquer lugar do céu. Isso libera todo o céu austral para o VLTI e aumenta drasticamente seu poder de observação.

“ Isso possibilita ao instrumento a observação de objetos no Universo primordial distante, como o quasar que observamos na segunda noite, onde conseguimos identificar o gás quente emissor de oxigênio muito próximo ao buraco negro ”, afirma Taro Shimizu, astrônomo do MPE e membro do consórcio responsável pelo instrumento. Com os lasers dos telescópios utilizados pelo VLTI, os astrônomos poderão estudar galáxias ativas distantes e medir diretamente a massa dos  buracos negros supermassivos que as alimentam, além de observar estrelas jovens e os discos planetários ao seu redor.

As capacidades aprimoradas do VLTI aumentarão drasticamente a quantidade de luz que pode atravessar o sistema, tornando a instalação até 10 vezes mais sensível. “ Um dos principais objetivos do GRAVITY+ é permitir observações profundas de alvos tênues ”, explica Julien Woillez, astrônomo do ESO e cientista do projeto GRAVITY+. Essa maior capacidade de detectar objetos mais fracos permitirá a observação de buracos negros estelares isolados, planetas errantes que não orbitam uma estrela-mãe e estrelas próximas ao buraco negro supermassivo Sgr A* da Via Láctea.

O primeiro alvo das equipes GRAVITY+ e ESO em Paranal, que realizaram observações de teste usando os novos lasers, foi um aglomerado de estrelas massivas no centro da Nebulosa da Tarântula, uma região de formação estelar em nossa galáxia vizinha, a Grande Nuvem de Magalhães. Essas primeiras observações revelaram que um objeto brilhante na nebulosa, que se acreditava ser uma única estrela extremamente massiva, é na verdade um sistema binário de duas estrelas próximas uma da outra. Isso demonstra as impressionantes capacidades e o potencial científico do VLTI atualizado.

Essa melhoria vai além de uma simples atualização e foi idealizada décadas atrás. O sistema a laser foi sugerido no relatório final do " Projeto Very Large Telescope " em 1986, antes mesmo da existência do VLTI: " Se pudesse funcionar na prática, seria um avanço ", afirmava o relatório. Agora, esse avanço é uma realidade.

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