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Este telescópio gigante poderia descobrir exoplanetas habitáveis e segredos do nosso universo – se obtiver financiamento
O projeto do Telescópio Gigante de Magalhães está se preparando para um período crucial de 12 a 24 meses, com sua fase final de design em andamento enquanto a equipe por trás do projeto busca mais financiamento para tornar realidade o sonho do telescópio multiespelho de 25,4 metros (83 pés).
O Telescópio Gigante de Magalhães (GMT) Um consórcio de 16 universidades e instituições de investigação realizou a sua primeira cimeira no dia 14 de abril. A cimeira funcionou como uma forma de atualizar os académicos, os meios de comunicação social e o público sobre a forma como o projeto e a construção do telescópio estão a decorrer, após a National Science Foundation (NSF) ter avançado oficialmente o projeto para a sua fase final de conceção no verão de 2025.
O GMT é um dos três telescópios da classe dos trinta metros (~98 pés) que devem entrar em operação na década de 2030. O Telescópio Extremamente Grande O ELT (ELT), que está a ser construído pelo Observatório Europeu do Sul no Chile, já está em construção em grande escala e os seus 39 metros (128 pés) deverão ser os primeiros a entrar em serviço em 2029.
Complicações
Para o GMT e outro enorme telescópio de última geração, chamado Thirty Meter Telescope (TMT), a situação é mais complexa. Ambos são telescópios americanos financiados, pelo menos em parte, pela NSF. No entanto, em 2024, a NSF teve o seu orçamento para telescópios gigantes limitado a US$ 1,6 bilhãoo que não é suficiente para financiar integralmente ambos os observatórios. Isso fez com que ambos os projetos buscassem doações privadas e estrangeiras.
Jaffe revelou que mais de mil milhões de dólares foram investidos até agora no projecto GMT pelos seus parceiros.
“Essas contribuições, em grande parte possibilitadas por doadores e apoiadores em todo o mundo, permitiram que 40% dos componentes do telescópio estivessem em fase ativa de fabricação e montagem”, disse Jaffe.
No topo da montanha Las Campanas, 7.870 pés (2.400 metros) acima do nível do mar, no deserto chileno do Atacama, que desfruta de um céu noturno mais escuro, mais seco e mais estável do que quase qualquer outro lugar do mundo, as fundações do GMT já foram escavadas e estradas, serviços públicos e estruturas de apoio foram instaladas. Em Rockford, Illinois, engenheiros da Ingersoll Machine Tools estão construindo o enorme suporte que irá segurar o sete espelhos primários de 8,4 metrosos sete espelhos secundários de 1 metro e os instrumentos científicos. A montagem, quando concluída, terá 39 metros de altura (coincidentemente o tamanho do espelho inteiro do ELT) e pesará 2.600 toneladas. É tão grande que a empresa teve que construir uma área especial de fabricação e montagem de 3.700 metros quadrados apenas para abrigá-lo.
Os espelhos, por sua vez, formam um design óptico único. Tanto o ELT como o TMT possuem um enorme espelho formado por muitos segmentos unidos, mas como mencionado no parágrafo anterior, a superfície refletora primária do GMT é composta por sete grandes espelhos individuais, cada um um pouco maior em tamanho do que o espelho do Telescópio Subaru no Havai, por exemplo. Na verdade, eles são os maiores espelhos telescópicos já feitos. Em contraste, os espelhos primários dos telescópios WM Keck de 10 metros são feitos de segmentos, em vez de um único espelho sólido.
Este projeto, disse Rebecca Bernstein, cientista-chefe do GMT, tem várias vantagens, entre elas a forma como ajuda a óptica adaptativa do telescópio.
A óptica adaptativa descreve como os espelhos dos telescópios podem fazer pequenas mudanças em sua forma para neutralizar o brilho dos raios solares. estrelas pelo atmosfera.
O GMT é essencialmente uma versão enorme do telescópio refletor que você pode usar no seu quintal. No caso de telescópios amadores, a luz reflete no espelho primário e é refletida por um espelho secundário menor até um ponto focal na ocular. No caso do GMT, os sete espelhos primários são espelhados, com perdão do trocadilho, por sete espelhos secundários menores e deformáveis.
“Eles são uma virada de jogo”, disse Bernstein. “Os espelhos secundários são estruturas complexas, com 2 mm de espessura e 1 metro de diâmetro. Presos à parte traseira de cada espelho estão cerca de 700 minúsculos ímãs que são empurrados e puxados por bobinas eletromagnéticas para permitir que os espelhos mudem de forma milhares de vezes por segundo para remover a instabilidade atmosférica.”
Esses sete espelhos primários, operando em uníssono ao lado dos espelhos secundários e da óptica adaptativa, trarão novos olhos para o universo. Exoplanetas no zona habitável de estrelas distantes são um alvo chave. Um coronógrafo bloqueará a luz de uma estrela, isolando a luz de quaisquer planetas ao redor dessa estrela, permitindo medições espectroscópicas da luz desse planeta por um instrumento chamado GMT-Consortium Large Earth finder (G-CLEF) com o qual procurar bioassinaturas na atmosfera do planeta.
No outro extremo da escala, todo galáxias no universo distante estará sob escrutínio.
“Sabemos que as galáxias, e as estrelas e planetas dentro delas, formam-se a partir de vastas nuvens de gás unidas pela gravidade”, disse Gwen Rudie, que é astrônoma do Carnegie Institution of Science, na Califórnia. Como estrelas massivas ir supernova eles expelem esse gás novamente, levando a um ciclo de queda de gás, formando estrelas e depois sendo expelido novamente.
“Este ciclo ainda não é compreendido porque o gás tem sido muito difícil de ver”, disse Rudie. “O GMT permitir-nos-á estudar galáxias a distâncias tremendas, o que significa olhar para trás no tempo há 10 ou 11 mil milhões de anos, quando as galáxias formavam estrelas mais rapidamente. Irá revolucionar a nossa compreensão ao criar os primeiros mapas do gás que rodeia galáxias individuais. Seremos capazes de perscrutar os corações destas jovens galáxias para ligar os locais de nascimento e morte de estrelas diretamente a estes fluxos de gás.”
No entanto, por mais entusiasmada que Rudie esteja com o potencial destas observações, ela está ainda mais entusiasmada com as coisas inesperadas que o GMT poderá encontrar.
“Acredito que as descobertas mais notáveis que o GMT fará serão aquelas que ainda nem imaginamos”, disse Rudie. “Não há como dizer o que encontraremos.”
Contudo, todo esse potencial será perdido se o projeto e a construção do GMT não forem concluídos. Mesmo com o financiamento federal, que se espera seja concedido pelo Congresso dos EUA, não será suficiente, e Jaffe diz que o projecto pretende alargar o actual consórcio de 16 pessoas e encorajar ainda mais investimento privado para financiar o total estimado de mais de 2 mil milhões de dólares para construir e operar o telescópio.
“Isso trará mais recursos e capacidade cerebral adicional para impulsionar a descoberta, levando a observações científicas na década de 2030”, disse Jaffe.
Com sorte, todos os três telescópios gigantes estarão totalmente financiados, construídos e em operação em meados da década de 2030. Entre eles, e trabalhando com outros observatórios estabelecidos, como Rubin e o Telescópio Espacial James Webbeles prometem transformar nossa compreensão das estrelas, das galáxias e do potencial de vida além Terra.
