Home » Ciência » Espaço » Principais descobertas do telescópio Hubble em 29 anos

Principais descobertas do telescópio Hubble em 29 anos

No MB Explica de hoje vamos contar tudo sobre as principais descobertas do telescópio Hubble, que tem nos presenteado com imagens incríveis há 29 anos

31/10/2019 às 17:50

Estamos de volta pra mais um MB Explica, desta vez pra falar sobre o magnífico telescópio Hubble, que está em atividade há 29 anos, nos mostrando imagens de objetos celestiais que são muito mais incríveis e impressionantes que qualquer coisa que pudesse ser imaginada por artistas e autores de ficção científica.

O telescópio espacial é composto por sistemas de navegação, sistemas ópticos de captura de imagens, sistema de controle para apontar e bloquear o Hubble que permite que ele fique preso ao objeto observado por 24 horas, mesmo em órbita da Terra e os instrumentos de ciência, como as câmeras, espectrógrafos e espectrômetros.

Hubble

O motivo para tanta longevidade e sucesso é bem simples, como o Hubble fica em órbita da Terra, não precisa lidar com as limitações dos telescópios que estão na superfície do planeta, por mais privilegiada que fosse sua localização.

Em 1923, o físico e cientista alemão Hermann Oberth propôs pela primeira vez a criação de um telescópio espacial. O astrônomo Lyman Spitzer criou um projeto viável para um telescópio espacial em 1946, e batalhou por esta ideia por quase três décadas. Nos anos 70 a NASA e a ESA enfim adotaram o projeto, e decidiram criar um telescópio com um espelho de 3 metros, tamanho que depois foi reduzido para 2,4 metros.

O nome do telescópio foi escolhido em 1983, e é uma homenagem a Edwin Powell Hubble, e é um tributo mais do que justo por tudo que ele fez pela astronomia. O astrônomo norte-americano teve papel fundamental na descoberta de novas galáxias muito distantes, que até então eram chamadas de nebulosas, e acreditavam-se que eram formadas por pó e gás. O Hubble não poderia mesmo ter um nome melhor e mais adequado.

Hubble em órbita da Terra

Depois de tantos anos sendo planejado e construído, o telescópio espacial Hubble foi lançado em abril de 1990 a bordo do ônibus espacial Discovery, que partiu do Cabo Canaveral, na Flórida. Logo no mês seguinte ao seu lançamento, já pudemos ver a primeira imagem produzida pelo telescópio.

Colocar o Hubble não foi uma tarefa fácil, pois estamos falando de uma estrutura de 12 toneladas, composta pelo espelho principal que coleta a luz, sensores para escolher e bloquear sua posição nos objetos escolhidos e painéis solares para gerar energia.

Também são partes fundamentais do Hubble quatro instrumentos científicos de precisão: um fotômetro de alta velocidade (High Speed Photometer ou HSP) para medir o brilho dos objetos observados na luz visível, ultravioleta e infravermelho-próximo, a câmera Wide Field/Planetary Camera (WFPC) para fotografar objetos nas mesmas luzes, a Faint Object Camera (FOC), para registrar luz visível e ultravioleta de objetos extremamente apagados e o Goddard High Resolution Spectrograph (GHRS), criado para capturar espectros ultravioletas individuais de objetos celestes.

Comparativo da imagens da galáxia M100 antes e depois do reparo do Hubble

A primeira imagem foi tirada com a câmera Wide Field do Hubble, e foi divulgada em comparação com uma imagem feita pelo observatório Las Campanas, no Chile, com uma grande diferença de qualidade. Claro que não é nada comparável com as incríveis imagens que o Hubble produziu desde então, mas já foi um primeiro passo.

Após analisarem esta e outras imagens produzidas pelo telescópio espacial nos seus primeiros meses de atividade, os cientistas da NASA descobriram que o espelho principal tinha uma falha, chamada de aberração esférica. Durante a sua fabricação, a borda exterior do espelho acabou sendo feita 4 microns mais plana do que o previsto no projeto, o que gerava um reflexo de luz que acabava tornando as imagens borradas.

Técnicos do STScI (Space Telescope Science Institute) e da NASA começaram a trabalhar em algoritmos para resolver o problema com os dados e imagens produzidas pelo Hubble. Mesmo com o defeito constatado, os resultados do telescópio já eram bem superiores aos produzidos por observatórios na Terra, e assim ele descobriu planetas, estrelas quentes e frias, estrelas com químicas peculiares, sistemas estelares e quasares.

Sua primeira missão foi comprovar a constante Hubble e determinar a idade do universo, e já em 1993, os dados coletados pelo Hubble foram responsáveis por um grande passo para determinarmos a idade do universo, entre 10 e 20 bilhões de anos (atualmente sabemos que a idade real é 13,8 bilhões de anos).

O telescópio foi projetado para poder ter a assistência técnica de astronautas, e em dezembro do mesmo ano, na missão STS-61, o defeito inicial do Hubble foi finalmente corrigido, mas a tarefa não foi nada fácil.

Para consertar o Hubble, foram necessários cinco passeios espaciais com duas equipes de dois astronautas, totalizando 35 horas e 28 minutos de trabalho, durante as quais eles trocaram ou instalaram até 10 instrumentos no telescópio, incluindo o COSTAR (Corrective Optics Space Telescope Axial Replacement) e uma nova versão da Wide Field Planetary Camera 2 (chamada de WFPC2, a antiga passou a ser chamada de WFPC1 a partir de então).

Só para explicar melhor o reparo que foi feito em órbita, o COSTAR corrigiu o problema da borda exterior do espelho, enquanto a WFPC2 tinha uma correção óptica para melhorar consideravelmente o desempenho do telescópio em ultravioleta. Para demostrar o resultado, a NASA divulgou imagens da galáxia M100 feitas com a WFPC1 e a WFPC2, que mostram a imensa diferença.

Na mesma missão também foram instalados novos painéis solares, novos magnetômetros e o Goddard High Resolution Spectrograph (GHRS), entre outros equipamentos. As imagens do telescópio Hubble nunca mais seriam as mesmas. Esta foi apenas a primeira missão de conserto do Hubble, que ainda teve outras quatro, das quais falarei mais adiante.

Quando o Hubble abriu seus olhos para a imensão das galáxias ao nosso redor, o que ele viu foi algo impressionante, mágico, inacreditável, e mais impactante ainda por ser tudo real, bastava ter a ferramenta certa para ser observado. Além de olhar pra bem longe, o Hubble também nos deu uma outra perspectiva e visão dos planetas que são nossos vizinhos do Sistema Solar, com imagens com incríveis detalhes dos planetas e de suas luas.

O vídeo acima é um trailer de Hubble: Galaxies Across Space and Time, documentário de 2004 lançado em cinemas IMAX, que mostra uma viagem pelo espaço e pelo tempo, e é imperdível.

Em 1994, o Hubble comprovou a existência de buracos negros supermassivos olhando o comportamento de gás no centro da Galáxia M87. Esse aliás é o buraco negro que foi alvo da primeira imagem já produzida, sobre a qual também falamos aqui no MB. Depois, as observações do Hubble mostraram que buracos negros gigantes no centro de galáxias são algo comum no universo.

Algumas das maiores descobertas do Hubble não foram planejadas, foram fruto do acaso dele estar olhando para o lugar certo na hora certa, e com os equipamentos certos, é claro. Um exemplo disso foi o choque do cometa Shoemaker-Levy 9 com Júpiter, que foi devidamente registrado pelo Hubble em 1994, já com o seu defeito corrigido.

Em 1995, o Hubble Deep Field nos apresentou a milhares de novas galáxias. Esse mesmo ponto do céu foi observado pelos próximos dez anos, gerando imagens realmente incríveis e uma visão e compreensão do nosso universo em uma verdadeira viagem no tempo através das bandas ultravioleta até infravermelho-próximo do telescópio espacial. O vídeo abaixo conta melhor essa história.

Fomalhaut e Dagon, o primeiro planeta observado fora do Sistema Solar

O telescópio também foi fundamental para a observação e descoberta de planetas fora do nosso Sistema Solar, desde o primeiro deles a ser observado, Fomalhaut B (ou Dagon), que foi visto passando na frente de sua estrela Fomalhaut (que lembra o Olho de Sauron e fica a 25 anos-luz da Terra) em imagens divulgadas em 2008. De lá pra cá, foram observados uma grande quantidade de planetas em órbita dos mais variados tipos e tamanhos de estrelas.

Os vídeos acima e abaixo, que mostram aproximações da galáxia de Andrômeda (M31) e do Hubble Ultra Deep Field também são incríveis.

 

Depois do primeiro conserto, a próxima missão de reparos do Hubble foi a SM2, lançada em fevereiro de 1997, para a instalação de novos instrumentos como o STIS (Space Telescope Imaging Spectrograph) e da câmera NICMOS (Near Infrared Camera and Multi-Object Spectrometer) que na verdade são três câmeras, incluindo uma infravermelho-próximo, para que o Hubble pudesse observar os pontos mais distantes (e antigos) do universo.

Dois anos depois, em 1999, a NASA precisou fazer uma missão de emergência, a SM3, para resolver o problema de quatro dos seis giroscópios que pararam de funcionar, o que levou o Hubble entrar em modo de segurança. O telescópio espacial precisa de pelo menos três giroscópios se manter operacional. A missão precisou ser dividida em duas partes, SM3A e SM3B, lançada anos depois, em 2002.

O vídeo acima mostra um zoom do telescópio no centro da nossa galáxia, usando sua visão infravermelha para mostrar o mais de meio milhão de estrelas que ficam aglomeradas ao redor do buraco negro que fica bem no núcleo da Via Láctea, 27 mil anos-luz da Terra.

Na missão SM3B, foi instalada a câmera ACS (Advanced Camera for Surveys), com um amplo ângulo de visão e a capacidade de enxergar imagens visíveis e ultravioletas, e que mais uma vez elevou o patamar das imagens produzidas pelo Hubble, substituindo a antiga Faint Object Camera. Com a ASC, segundo informações da NASA, o Hubble ampliou em 10 vezes sua capacidade de fazer descobertas no mesmo período de tempo. Nesta missão também foi instalado um novo sistema de painéis solares e uma nova unidade de controle de energia, substituindo a anterior que funcionou por 11 anos ininterruptos.

A quinta e última missão de reparo do Hubble aconteceu em 2009, a SM4, com a instalação do COS (Cosmic Origins Spectograph) e a Wide Field Camera 3 (WFC3). Esta missão também serviu para que o reparo do STIS e da ACS, que estavam com defeito.

O Hubble continua em ação, e mesmo antes da New Horizons chegar lá, descobriu quatro novas luas de Plutão (Styx, Kerberos, Nix e Hydra), mesmo tão longe do nosso pequeno vizinho distante. De lá pra cá, alguns problemas no Hubble foram resolvidos com um reboot e algumas manobras.

Nebulosa Ampulheta (MyCn18) vista pelo Hubble

Agora quero mostrar algumas das imagens mais incríveis já produzidas pelo Hubble. Uma das minhas imagens favoritas do telescópio espacial é a da nebulosa MyCn18, que fica a 8000 anos-luz da Terra e foi capturada pela câmera WFPC2. Pra quem gosta de Rock, vale destacar que o Pearl Jam usou essa belíssima imagem na capa do seu disco Binaural, lançado em 2000.

Nebulosa Montanha Mística

Em 2010, para comemorar seus 20 anos do Hubble em órbita, foi divulgada a imagem da nebulosa Carina, que fica a 7500 anos-luz, apelidada de "Montanha Mística".

Nebulosa Olho de Gato

A imagem da nebulosa Olho de Gato também é bem impressionante, mostrando uma estrela morrendo. Essa nebulosa vem sendo acompanhada pela humanidade há muito tempo, mas nunca com tanta precisão e definição quanto como nas imagens produzidas pelo nosso telescópio espacial favorito.

As impressionantes imagens do vídeo acima mostram a explosão da estrela V838 Monocerotis, que fica a 20.000 anos-luz da Terra. As imagens foram feitas através de um período de quatro anos de observação.

Nebulosa Águia vista pelo Hubble

Outra foto do Hubble que eu também acho incrível a imagem da nebulosa Águia, que está na galáxia M16, a 7000 anos-luz da Terra. Essa imagem ficou conhecida como Os Pilares da Criação.

Um "rosto cósmico" flagrado pelo telescópio espacial

Agora duas imagens mais recentes, feitas este ano. Para comemorar o Halloween, foi divulgada a foto de um "rosto cósmico" formado pela colisão de duas galáxias de igual tamanho, uma imagem capturada pela ACS em junho. As galáxias estão a 704 milhões de anos-luz de nós.

Imagens da galáxia NGC 927

Também em 2019, o Hubble flagrou o belo espetáculo de estrelas se formando na galáxia NGC 927, que fica a 70 milhões de anos-luz. Os tons laranja e rosa são criados pela reação do hidrogênio com a luz das estrelas ao lado.

A NASA e o STScI também estão se preparando para lançar o telescópio espacial James Webb, mas isso fica para outro post. Um dos objetivos do Hubble é engajar o público em suas descobertas, e o STScI tem uma área especial voltada para isso, além de vários sites dedicados ao Hubble e a futuros projetos como o citado James Webb.

No site oficial do Hubble também existe uma linha do tempo completa desde a sua construção até as suas mais recentes descobertas. Existem também livros incríveis que podem ser baixados de graça no site da NASA em formato de e-books, e que eu recomendo imensamente.

O Hubble não está sozinho em sua missão, e a NASA tem outros satélites em órbita com fins específicos como o CGRO (Compton Gamma Ray Observatory), lançado em 1991 para capturar raios gama; o telescópio espacial Spitzer, lançado em 1999, que captura sinais infravermelhos; e o observatório Chandra X-ray, lançado em 2003, que observa raios-X, mas neste texto quisemos focar nos feitos do Hubble.

E o que o futuro reserva para o Hubble? Muita ciência ainda antes de sua aposentadoria final, já que o telescópio espacial deve continuar em atividade até pelo menos a metade da próxima década, para a alegria de seus fãs e entusiastas aqui na Terra.

relacionados


Comentários