Temos alguns telescópios incrivelmente poderosos que nos deram vistas espetaculares do cosmos e nos permitiram olhar para trás, para o passado. primeiros dias do universo. Esses observatórios, como o Telescópio Espacial James Webb (JWST), são feitos incríveis de engenharia que exigiram bilhões de dólares e décadas de trabalho.
Mas e se pudéssemos acessar um telescópio ainda melhor que já existe? Este não seria um telescópio típico. Ele nem viria com uma lente. Mas seria de longe o telescópio mais poderoso que já construímos.
Este telescópio usaria o sol em si.
Para dar alguma perspectiva sobre o quão poderoso um telescópio baseado no sol poderia ser, considere o JWST. Com um espelho de 21,3 pés (6,5 metros) de diâmetro, o JWST é capaz de atingir uma resolução de cerca de um décimo de um segundo de arco, o que é cerca de 600 vezes melhor do que o olho humano. Nessa resolução, o telescópio poderia ver os detalhes de uma moeda colocada a 25 milhas (40 quilômetros) de distância ou captar o padrão de uma bola de futebol regulamentar a 342 milhas (550 km) de distância.
Outro exemplo é o Event Horizon Telescope, que é realmente uma rede de instrumentos individuais espalhados pelo globo. Ao coordenar cuidadosamente seus elementos, o telescópio nos deu imagens impressionantes dos discos de gás que cercam o gigante buracos negros. Para conseguir isso, ele conseguiu uma resolução impressionante de 20 microsegundos de arco. Nessa resolução, o telescópio conseguiu localizar uma laranja sentada na superfície do lua.
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Mas e se quiséssemos ir ainda mais longe? Um telescópio maior precisaria de pratos gigantescos ou redes de antenas voando através do sistema solaro que exigiria enormes avanços em nossas capacidades tecnológicas.
Felizmente, já existe um telescópio gigante disponível, situado bem no centro do sistema solar: o sol.
Embora o sol possa não parecer uma lente ou espelho tradicional, ele tem muita massa. E em Einstein‘s teoria da relatividade geralobjetos massivos dobram o espaço-tempo ao redor deles. Qualquer luz que roça a superfície do sol é desviada e, em vez de continuar em linha reta, segue em direção a um ponto focal, junto com toda a outra luz que roça o sol ao mesmo tempo.
Os astrônomos já usam esse efeito, chamado lente gravitacional, para estudar as galáxias mais distantes do universo. Quando a luz dessas galáxias passa perto de um aglomerado gigante de galáxias, a massa desse aglomerado amplifica e amplia a imagem de fundo, permitindo-nos ver muito mais longe do que normalmente poderíamos.
A “lente gravitacional solar” leva a uma resolução quase inacreditavelmente alta. É como se tivéssemos um telescópio espelhando a largura do sol inteiro. Um instrumento posicionado no ponto focal correto seria capaz de aproveitar a deformação gravitacional do sol. gravidade para nos permitir observar o universo distante com uma resolução de cair o queixo de 10^-10 segundos de arco. Isso é aproximadamente um milhão de vezes mais poderoso que o Event Horizon Telescope.
Claro, há desafios em usar a lente gravitacional solar como um telescópio natural. O ponto focal de toda essa curvatura de luz fica 542 vezes maior que a distância entre a Terra e o Sol. É 11 vezes a distância de Plutão e três vezes a distância alcançada pela nave espacial mais distante da humanidade, a Voyager 1, que foi lançada em 1977.
Então, não só teríamos que enviar uma nave espacial mais longe do que nunca, mas ela teria que ter combustível suficiente para ficar lá e se mover. As imagens criadas pela lente gravitacional solar seriam espalhadas por dezenas de quilômetros de espaço, então a nave espacial teria que escanear todo o campo para construir uma imagem de mosaico completa.
Os planos para aproveitar a lente solar remontam à década de 1970. Mais recentemente, os astrônomos propuseram desenvolver uma frota de cubesats pequenos e leves que implantariam velas solares para acelerá-los até 542 UA. Uma vez lá, eles desacelerariam e coordenariam suas manobras, construindo uma imagem e enviando os dados de volta para Terra para processamento.
Embora possa parecer estranho, o conceito não está muito longe da realidade. E o que teríamos com esse tipo de supertelescópio? Se ele fosse apontado para Proxima b, o exoplaneta conhecido mais próximo, por exemplo, ele forneceria uma resolução de 1 quilômetro. Considerando que os planos para sucessores do JWST esperam atingir capacidades de imagem de exoplanetas onde o planeta inteiro fica em um punhado de pixels, a lente gravitacional solar envergonha essas ideias; ela é capaz de fornecer um retrato requintado das características detalhadas da superfície de qualquer exoplaneta dentro de 100 anos-luzsem falar em todas as outras observações astronômicas que poderia realizar.
Dizer que isso seria melhor do que qualquer telescópio conhecido é um eufemismo. Seria melhor do que qualquer telescópio que poderíamos construir em qualquer futuro possível pelas próximas centenas de anos. O telescópio já existe — só precisamos colocar uma câmera na posição certa.
Postado originalmente em Espaço.com.