O maior observatório de rádio de prato único do mundo está se preparando para abrir para astrônomos em todo o mundo, inaugurando uma era de observações requintadamente sensíveis que podem ajudar na busca por ondas gravitacionais e sondar as misteriosas explosões fugazes de radiação conhecidas como rajadas rápidas de rádio .
O rádio telescópio esférico de abertura de 500m (FAST) no sul da China acaba de passar por uma série de avaliações técnicas e de desempenho, e espera-se que o governo chinês dê ao observatório a luz verde para iniciar operações completas em uma reunião de revisão programada para o próximo mês. “Não vemos nenhum obstáculo para a transição restante”, diz Di Li, cientista chefe da FAST. “Sinto-me animado e aliviado.”
O projeto complexo não ficou isento de desafios – ele tem um design radical e inicialmente lutou para atrair funcionários, em parte devido à sua localização remota. Mas a recompensa pela ciência será imensa. A FAST coletará ondas de rádio de uma área com o dobro do tamanho do próximo maior telescópio de prato único, o Observatório Arecibo, em Porto Rico.
O tamanho massivo do observatório chinês significa que ele pode detectar sussurros de ondas de rádio extremamente fracos de uma variedade de fontes em todo o Universo, como os núcleos giratórios de estrelas mortas, conhecidas como pulsares e hidrogênio em galáxias distantes. Também explorará uma fronteira na radioastronomia – usando ondas de rádio para localizar exoplanetas, que podem abrigar vida extraterrestre.
Desde o início dos testes em 2016, apenas cientistas chineses conseguiram liderar projetos que estudavam os dados preliminares do telescópio. Mas agora, o tempo de observação estará acessível a pesquisadores de todo o mundo, diz Zhiqiang Shen, diretor do Observatório Astronômico de Xangai e co-presidente do comitê de supervisão FAST da Academia Chinesa de Ciências.
“Estou super empolgado por poder usar o telescópio”, diz Maura McLaughlin, radioastrônoma da West Virginia University em Morgantown, que quer usar o FAST para estudar pulsares, incluindo caçá-los em galáxias fora da Via Láctea que são muito fracos para ver com os telescópios atuais. Durante a fase de teste, o telescópio já descobriu mais de 100 pulsares.
As estrelas de nêutrons mais conhecidas são observadas como pulsares, emitindo raios estreitos e amplos de radiação. Créditos: NASA
Olho no céu
O telescópio de 1,2 bilhão de yuans (171 milhões de dólares), também conhecido como Tianyan ou ‘Eye of Heaven’, levou meia década para ser construído na remota depressão de Dawodang, na província de Guizhou, no sudoeste da China. Seu prato de 500 metros de largura é composto por cerca de 4.400 painéis de alumínio individuais que mais de 2.000 guinchos mecânicos inclinam e manobram para se concentrar em diferentes áreas do céu. “Embora veja menos céu do que alguns outros radiotelescópios de ponta e tenha resolução mais baixa do que matrizes multidispositivas, o tamanho do FAST o torna extremamente sensível”, diz Li.
Em agosto e setembro, o instrumento detectou centenas de explosões de uma fonte repetida de rádio rápido (FRB) conhecida como 121102. Muitas dessas explosões eram fracas demais para serem percebidas por outros telescópios. “Esta é uma notícia muito emocionante”, diz Yunfan Gerry Zhang, que estuda FRBs na Universidade da Califórnia, Berkeley. Ninguém sabe o que causa as explosões misteriosas, mas “quanto mais pulsos temos, mais podemos aprender sobre eles”, diz ele.
O FAST examina apenas uma pequena fração do céu a qualquer momento, tornando improvável a descoberta de muitos novos FRBs, que são fugazes e ocorrem em locais aparentemente aleatórios. Mas a “impressionante sensibilidade” do telescópio será útil para acompanhar as fontes em detalhes, diz Laura Spitler, astrônoma do Instituto Max Planck de Radioastronomia em Bonn, Alemanha. Observações repetidas podem permitir que os cientistas aprendam sobre o ambiente a partir do qual um FRB emergiu e determinem se as explosões variam em energia ou se recorrem a qualquer padrão definido.
Prato do Telescópio FAST
O FAST também aumentará os esforços de uma colaboração internacional que está tentando detectar ondulações no espaço-tempo à medida que varrem a galáxia, diz McLaughlin. O International Pulsar Timing Array está usando radiotelescópios em todo o mundo para monitorar as emissões regulares de pulsares, procurando distorções que revelariam a passagem dessas ondas gravitacionais de baixa frequência. Na década de 2030, o FAST deveria ter medido medidas sensíveis o suficiente para estudar fontes individuais dessas ondas, como colisões de buracos negros supermassivos, diz McLaughlin. “É aí que a FAST realmente vai brilhar”, diz ele.
Li diz que está particularmente empolgado com o estudo de planetas fora do Sistema Solar. Nenhum exoplaneta ainda foi detectado conclusivamente por suas emissões de rádio, mas a capacidade do FAST de detectar ondas polarizadas fracas pode permitir que ele encontre os primeiros exemplos, diz Li. Os sinais de rádio polarizados podem vir de planetas com campos magnéticos que, se semelhantes aos da Terra, poderiam proteger fontes potenciais de vida contra radiação e manter as atmosferas dos planetas ligadas.
Identificar um planeta no feixe largo do FAST é um desafio, porque eles são muito fracos e pequenos. Mas a equipe de Li quer aumentar o desempenho do telescópio adicionando 36 pratos, cada um com 5 metros de largura. Embora os pratos sejam produtos relativamente baratos, juntos eles melhorarão a resolução espacial da FAST em 100 vezes, diz ela.
Li espera que as operações do telescópio da FAST passem em breve de um local remoto para um centro de processamento de dados de US $ 23 milhões sendo construído na cidade de Guiyang. Ele espera que a mudança para uma grande cidade ajude a atrair mais funcionários técnicos e de engenharia.
Agora, o maior obstáculo da equipe é descobrir como armazenar e processar a enorme quantidade de dados que o telescópio produzirá. A equipe está negociando com o governo chinês para obter financiamento adicional para mais armazenamento de dados. “Uma revisão bem-sucedida definitivamente aju
dará”, diz ele.
Fonte: Nature
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