Como os astrônomos vão destampar o Sol com a peneira

Redação do Site Inovação Tecnológica - 18/08/2016

Este diagrama mostra a diferença entre uma placa de Fresnel (esquerda) e a peneira de fótons (direita).
[Imagem: NASA]

Resolução de telescópios

Astrônomos da NASA começaram a testar uma nova tecnologia óptica para telescópios chamada "peneira de fótons".

Para visualizar detalhes físicos cada vez menores dos objetos celestes mais distantes, a regra geral tem sido construir telescópios com espelhos cada vez maiores. Mas cumprir essa agenda está cada vez mais difícil porque telescópios maiores são proporcionalmente mais caros - e virtualmente impossíveis de serem lançados ao espaço.

A alternativa que está sendo estudada promete um salto na resolução capaz de revelar não apenas detalhes de estruturas ainda não totalmente compreendidas, mas também estruturas nunca vistas com os telescópios atuais.

Placa de Fresnel e Peneira de Fótons

A nova óptica é derivada de um dispositivo conhecido como "placa de zona de Fresnel".

Em vez de focar a luz como a maioria dos telescópios, através da refração ou da reflexão, as placas de Fresnel fazem a luz difratar - um fenômeno que ocorre quando a luz viaja através de uma fina abertura e depois se espalha. Isto faz com que as ondas de luz no outro lado se reforcem ou se anulem mutuamente em padrões precisos.

As placas de Fresnel consistem em um conjunto cuidadosamente espaçado de anéis, alternadamente transparentes e opacos. A luz viaja através dos espaços entre as zonas opacas, que são espaçadas de modo que as sobreposições da luz difratada se concentrem em um ponto específico, criando uma imagem que pode ser captada pelo sensor de uma câmera.

Este pequeno protótipo mostra como a luz de um laser é difratada por uma peneira de fótons.
[Imagem: NASA/W. Hrybyk]

A peneira de fótons funciona basicamente da mesma maneira. Contudo, ela é dotada de milhões de furos precisamente espaçados em uma placa de silício seguindo o mesmo padrão circular das placas de Fresnel, o que permite um ganho enorme em resolução.

A equipe pretende construir um protótipo de 1 metro de diâmetro, o que eles calculam ser suficiente para atingir uma resolução angular 100 vezes melhor do que o melhor telescópio solar da NASA, o SDO (Solar Dynamics Observatory).

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Mistério da corona solar

Embora potencialmente útil em todos os comprimentos de onda, a equipe do Centro Espacial Goddard está desenvolvendo uma peneira de fótons para estudar o Sol no espectro ultravioleta, o comprimento de onda que poderá esclarecer o mistério do aquecimento coronal, o porquê de a alta atmosfera solar ser muito mais quente do que sua superfície.

"Os instrumentos atuais têm resoluções espaciais cerca de 100 vezes maiores do que os detalhes que devem ser observados para entender esse processo," disse Doug Rabin, líder do projeto.