Blog
Quando estiver funcionando, o Telescópio Gigante Magalhães (GMT) produzirá imagens dez vezes mais nítidas do que o Telescópio Espacial Hubble – Foto: Divulgação/GMT Mirror Segment 6
Com participação do Brasil, começa produção do sexto espelho do Telescópio Gigante Magalhães
Espelho fará parte de um dos maiores telescópios gigantes do mundo, que vai produzir imagens dez vezes mais nítidas do que o Hubble. Brasil terá direito a participar da operação
08/03/2021
Por Da Assessoria do GMT Brasil
Arte: Lívia Magalhães/Jornal da USP
O Telescópio Gigante Magalhães (GMT) acaba de anunciar a fabricação do sexto dos sete maiores espelhos monolíticos do mundo. Eles permitirão que astrônomos enxerguem o Universo ainda mais detalhado e vejam ainda mais longe. Medindo 8,4 metros (m) de diâmetro, a altura aproximada de dois andares de um edifício quando colocado na vertical, o espelho está sendo produzido no Laboratório de Espelhos Richard F. Caris da Universidade do Arizona, nos Estados Unidos. Devido à pandemia do novo coronavírus, a produção está sendo feita a portas fechadas para proteger a saúde da equipe de dez pessoas do laboratório.
Quando o GMT estiver operando em sua capacidade máxima, o espelho primário (formado por sete segmentos) terá uma área coletora total de 368 metros quadrados (m2) — suficiente para enxergar a face de uma moeda de 10 centavos de real, que mede 2 centímetros, a aproximadamente 360 quilômetros (km) de distância. Tal poder de resolução será dez vezes maior do que o famoso Telescópio Espacial Hubble e quatro vezes maior do que o aguardado Telescópio Espacial James Webb, com lançamento previsto para o fim de 2021.
O GMT é fruto de um consórcio internacional de universidades e instituições científicas de ponta. O Brasil é um dos sócios fundadores do consórcio, por meio de financiamento da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (Fapesp), que está investindo 40 milhões de dólares, equivalente a 4% do tempo de operação anual do telescópio. Para o professor do Instituto de Astronomia, Geofísica e Ciências Atmosféricas (IAG) da USP, Laerte Sodré Junior, coordenador do Projeto GMT/Fapesp, a nova etapa na construção do telescópio é um sinal positivo para o futuro da astronomia brasileira. “O GMT será um dos primeiros da nova geração de telescópios gigantes a entrar em operação. Ele vai abrir uma nova janela para o cosmos e permitirá à comunidade brasileira explorar, em primeira mão, territórios hoje inacessíveis, como as atmosferas de planetas em torno de outras estrelas e o surgimento das primeiras galáxias”, avalia.
A professora Claudia Mendes de Oliveira, do IAG, co-coordenadora do Projeto GMT/Fapesp e membro do Conselho de Diretores da GMTO Corporation, destaca que a participação brasileira já inclui atuação no desenvolvimento de instrumentação para o telescópio.
“No que se refere aos projetos de engenharia para a instrumentação do GMT, o escritório brasileiro dispõe de uma equipe crescente e multidisciplinar composta de engenheiros, físicos e astrônomos que atuam nas áreas de engenharia mecânica e optomecânica, óptica, eletrônica, engenharia de sistemas e software. São excelentes profissionais que atuam nas diversas fases do desenvolvimento de instrumentos, incluindo sua concepção, fabricação, montagem, testes e comissionamento”, conta. “Desde o início das atividades do GMT Brazil Office, essa equipe tem atuado nos projetos dos instrumentos do GMACS, G-CLEF, Manifest e ComCam, além de no próprio telescópio, fortalecendo a participação brasileira no desenvolvimento da instrumentação científica.”
“A parte mais importante de um telescópio é o seu espelho coletor de luz”, afirma James Fanson, gerente de projetos do Telescópio Gigante Magalhães. “Quanto maior o espelho, mais a fundo podemos enxergar o Universo e mais detalhes são observados. O design único do espelho primário consiste em sete dos maiores espelhos do mundo", descreve. "Iniciar a fundição do sexto espelho é um grande passo em direção à conclusão do projeto. Quando estiver funcionando, o GMT produzirá imagens dez vezes mais nítidas do que o Telescópio Espacial Hubble. As descobertas que esses espelhos fizerem transformarão o nosso entendimento sobre o Universo.”
O espelho monolítico possibilita uma visão mais ampla e detalhada do Universo – Foto: Divulgação/GMT Mirror Segment 6
Produção do espelho
No Laboratório de Espelhos Richard F. Caris, o processo de produção do espelho gigante envolve fundir quase 20 toneladas de vidro borossilicato (chamado de vidro E6) — que possui alta pureza e um baixo coeficiente de dilatação — no único forno rotativo existente no mundo para a produção de espelhos gigantes para telescópios. No auge do processo de fusão, o forno gira cinco vezes por minuto, aquecendo o vidro a 1.165 graus Celsius (ºC) por aproximadamente cinco horas, até que ele esteja liquefeito no molde. O ponto mais alto da temperatura é chamado de “alto fogo” e foi alcançado no dia 6 de março.
Depois, inicia-se o processo de um mês para recozimento, no qual o vidro é resfriado enquanto o forno gira a uma velocidade menor para evitar tensões residuais e endurecer o material. Demora outro mês e meio para o vidro atingir a temperatura ambiente. Esse processo de fundição em rotação dá ao espelho o seu formato parabólico especial. Após resfriar, o espelho será polido por dois anos, até que a superfície atinja a precisão óptica de um milésimo da espessura de um fio de cabelo humano, ou cinco vezes menor do que uma partícula de coronavírus.
“Estou extremamente orgulhoso de como as operações no Laboratório de Espelhos se adaptaram à pandemia, permitindo que os nossos membros talentosos e dedicados do Richard F. Caris continuem a produção dos espelhos do GMT em segurança.” diz Buell Jannuzi, diretor do Observatório Steward e chefe do Departamento de Astronomia da Universidade do Arizona.
O espelho monolítico possibilita uma visão mais ampla e detalhada do Universo – Foto: Divulgação/GMT Mirror Segment 6
Com dois dos espelhos gigantes finalizados e armazenados em Tucson, no Arizona, o sexto se junta a outros três em diferentes estágios de produção no laboratório. O polimento da face dianteira do terceiro espelho atingiu a precisão óptica de 70 nanômetros e está a menos de um ano da sua conclusão. O quarto espelho já teve a sua face traseira polida, e estão sendo fixados distribuidores de peso para permitir a movimentação do espelho durante a operação. Já a produção do quinto começou em novembro de 2017, e espera-se que a fundição do sétimo ocorra em 2023. Planeja-se ainda produzir um oitavo espelho reserva que possa substituir um dos segmentos durante eventuais manutenções.
Instalação do telescópio
“Essa combinação sem precedentes de poder de coleta de luz, eficiência e resolução de imagem nos permitirá fazer novas descobertas em todas as áreas da astronomia, particularmente nas que necessitam das mais altas resoluções espaciais e espectrais, como a busca por outras Terras,” relata Rebecca Bernstein, cientista-chefe do GMT. “Teremos capacidades únicas para estudar planetas em alta resolução, o que é a chave para descobrir se um planeta tem composição rochosa, como a nossa Terra, se contém água líquida e se a sua atmosfera tem uma alta combinação de moléculas que sugerem a presença de vida.”
Mais informações: e-mail divulgacao-gmtbro@iag.usp.br, na assessoria de comunicação do escritório brasileiro do GMT
A reprodução de matérias e fotografias é livre mediante a citação do Jornal da USP e do autor. No caso dos arquivos de áudio, deverão constar dos créditos a Rádio USP e, em sendo explicitados, os autores. Para uso de arquivos de vídeo, esses créditos deverão mencionar a TV USP e, caso estejam explicitados, os autores. Fotos devem ser creditadas como USP Imagens e o nome do fotógrafo.