#AstroMiniBR: conheça as vantagens de observar o Universo no infravermelho

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Em publicações semanais, o TecMundo e o #AstroMiniBR, perfil do Twitter que reúne astrônomos e divulgadores de astronomia, selecionam cinco curiosidades sobre o espaço. Confira os destaques desta semana abaixo!

#1: Uma nebulosa não tão escura assim

Para estudar o Universo, os astrônomos analisam a radiação eletromagnética que os objetos celestes emitem. Os telescópios coletam luz, e os dados coletados pelos telescópios permitem que os astrônomos aprendam sobre objetos celestes específicos e desenvolvam melhores teorias sobre o passado, presente e futuro do Universo.

A natureza da luz que um objeto emite depende de sua temperatura, por exemplo, enquanto as estrelas quentes emitem predominantemente na faixa da luz visível, a radiação infravermelha é emitida por objetos um pouco mais frios, como exoplanetas e nuvens frias de poeira cósmica, como o objeto das imagens acima. Essa região no espaço que costumava ser considerado um buraco no céu, agora é conhecido pelos astrônomos como uma nuvem molecular escura, como mostrado na comparação entre as duas imagens em óptico e no infravermelho.

O objeto é, na verdade, um lugar de alta concentração de poeira e gás molecular que absorve praticamente toda a luz visível emitida pelas estrelas de fundo. O ambiente escuro ajuda a tornar o interior das nuvens moleculares alguns dos lugares mais frios e isolados do universo. Conhecida como Barnard 68, é uma das mais notáveis nebulosas escuras de absorção, localizada em direção à constelação de Ophiuchus. Embora não se saiba ainda exatamente como essa nuvem se formou, é conhecido que é um lugar provável de formação de novas estrelas.

#2: As vantagens de se observar o Universo no infravermelho

A astronomia infravermelha refere-se a uma área da astronomia onde os astrônomos observam e analisam a luz do Universo que se enquadra na faixa de comprimento de onda do infravermelho. Essa técnica de observação se originou no início de 1800 com o trabalho do astrônomo britânico Sir William Herschel, que descobriu a existência de radiação infravermelha enquanto estudava a luz solar.

Vários tipos de objetos celestes - incluindo os planetas do sistema solar, estrelas, nebulosas e galáxias - emitem energia em comprimentos de onda na região infravermelha do espectro eletromagnético (que varia entre cerca de um micrômetro a um milímetro). As técnicas de astronomia infravermelha permitem que os astrônomos examinem muitos desses objetos que não podem ser vistos da Terra de outra forma, uma vez que a luz dos comprimentos de onda da faixa óptica que tais objetos emitem é bloqueada sucessivamente pelas partículas de poeira que se encontram no espaço entre os telescópios e o objeto.

#3: O esplendor de Saturno no infravermelho

Se Saturno já impressiona naturalmente com sua beleza e imponência, o que dizer das imagens acima tratadas por meio de suas observações em infravermelho?

Muitos detalhes de Saturno aparecem claramente na luz infravermelha. Faixas de nuvens mostram grande estrutura, incluindo vastas tempestades de longa extensão. Um aspecto igualmente notável e que entra em contraste é o padrão aparentemente linear e tranquilo das nuvens nas altas camadas de sua atmosfera.  Nas imagens é possível ver os famosos anéis de Saturno circundando o planeta e projetando suas sombras abaixo do equador do gigante gasoso.

Essas imagens foram tiradas pela sonda Cassini da NASA nos sobrevoos próximos ao planeta entre 2014 e 2015, onde observou o planeta em vários comprimentos de onda do infravermelho. Em setembro de 2017, a missão Cassini foi levada a uma conclusão dramática quando a sonda foi direcionada e mergulhou no Senhor dos Anéis do Sistema Solar.

#4: O Telescópio Espacial James Webb e o universo em infravermelho

Desde que foi lançado ao espaço e entrou em operação este ano, o telescópio espacial James Webb (JWST) já revolucionou a astronomia de muitas formas: ao ver o Universo em comprimentos de onda infravermelhos com uma sensibilidade sem precedentes, o JWST está abrindo uma nova janela para o Cosmos, uma vez que tem conseguido observar as primeiras estrelas e galáxias que se formaram após o Big Bang e também as estrelas e sistemas planetários que se formam dentro de espessas nuvens de gás e poeira.

Isso só é possível porque, como vimos acima, as estrelas escondidas por grandes nuvens de poeira são opacas à luz visível. Além disso, para ver as primeiras estrelas e galáxias que se formaram no início do Universo, é necessário olhar profundamente no espaço para olhar para trás no tempo (já que a luz leva tempo para viajar de lá para cá, quanto mais longe olhamos, mais longe olhamos volta no tempo). Como o Universo se expande, essa luz se desloca para os comprimentos de onda mais próximos do vermelho e do infravermelho: por isso a importância dos instrumentos otimizados do Webb!

#5: Telescópios infravermelhos terrestres

Embora telescópios infravermelhos possam ser terrestres, aéreos ou espaciais, nem todos eles são igualmente eficazes. Os telescópios terrestres foram os primeiros a serem usados para observar o espaço sideral em infravermelho e sua popularidade aumentou em meados da década de 1960.

Porém, telescópios terrestres têm grandes limitações porque o vapor de água presente na atmosfera da Terra, juntamente com as moléculas de ozônio e de gás carbônico absorvem boa parcela da radiação infravermelha. Telescópios infravermelhos terrestres tendem a ser colocados em altas montanhas e em climas muito secos para melhorar a visibilidade.

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