Estrelas artificiais criadas por laser melhoram imagem de telescópios

Com informações do ESO - 15/08/2017

Os quatro raios laser de 22 Watts fazem com que os átomos de sódio existentes na atmosfera brilhem, criando pontos de luz no céu que imitam estrelas.
[Imagem: Roland Bacon]

Óptica adaptativa

O VLT (Very Large Telescope), o maior telescópio terrestre na atualidade, instalado no Chile, acaba de ser transformado em um telescópio completamente adaptativo.

Os primeiros testes mostraram o sucesso do sistema a laser, que permitiu a captura de imagens extraordinariamente nítidas de nebulosas planetárias e galáxias, algo há pouco tempo só possível com telescópios espaciais.

Após mais de uma década de planejamento, construção e testes, este é o primeiro resultado da nova Infraestrutura de Óptica Adaptativa, um projeto de longo prazo para o VLT, que pretende fornecer um sistema adaptativo para os instrumentos montados no Telescópio Principal 4, sendo que o instrumento MUSE (Multi Unit Spectroscopic Explorer) foi o primeiro deles a receber o melhoramento.

A óptica adaptativa trabalha para compensar os efeitos de distorções da atmosfera terrestre, permitindo assim obter imagens muito mais nítidas e com um contraste duas vezes melhor do que um telescópio comum, tornando possível estudar objetos mais distantes e de brilho mais fraco.

Esta nebulosa planetária, a IC 4406, que lembra um microrganismo biológico, revelou pela primeira vez suas várias "cascas" nunca antes vistas.
[Imagem: ESO/J. Richard (CRAL)]

Estrelas artificiais

O sistema é composto por várias partes que trabalham em conjunto, incluindo as quatro estrelas-guia criadas pelo sistema a laser e um espelho secundário deformável muito fino.

Tudo começa com quatro raios laser de 22 Watts disparados para o céu em torno do campo de visão do telescópio. Os lasers fazem brilhar os átomos de sódio que existem na atmosfera superior, produzindo pontos de luz no céu que imitam estrelas - estas são as estrelas-guia. Sensores no módulo de óptica adaptativa usam estas estrelas artificiais para determinar as condições da atmosfera.

O sistema calcula mil vezes por segundo as correções que devem ser aplicadas para alterar a forma do espelho secundário deformável do telescópio, de modo a compensar os distúrbios atmosféricos detectados.

A nebulosa planetária NGC 6369 observada sem (à esquerda) e com a nova óptica adaptativa.
[Imagem: ESO/P. Weilbacher (AIP)]

Elevando o telescópio

As correções se concentram particularmente na turbulência existente na camada atmosférica que se estende até um quilômetro acima do telescópio. A turbulência atmosférica varia com a altitude, dependendo das condições. No entanto, estudos mostram que a maioria dos distúrbios atmosféricos ocorre nesta primeira camada da atmosfera.

"O que o sistema AOF [sigla em inglês para Infraestrutura de Óptica Adaptativa] faz é essencialmente equivalente a elevarmos o VLT 900 metros no ar, colocando-o acima da camada mais turbulenta da atmosfera," explicou Robin Arsenault, gerente do projeto. "No passado, se quiséssemos obter imagens mais nítidas, teríamos que encontrar um sítio melhor ou usar um telescópio espacial - mas agora, com a AOF, podemos criar condições muito melhores onde quer que estejamos, por uma fração do custo!"

Um módulo adicional do sistema monitora a atmosfera para determinar a altitude em que está ocorrendo a turbulência, para minimizar o uso do laser e evitar que outros telescópios os detectem - ou as próprias estrelas artificiais - o que pode afetar as suas observações.

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