Para os olhos humanos, o céu noturno é um confete de estrelas. Poderosos telescópios nos mostram os planetas remotos e galáxias distantes que nossas retinas insignificantes não podem ver. Mas até o Telescópio Espacial Hubble não pode revelar tudo o que está por aí. Muitos objetos - as estrelas fracas conhecidas como anãs marrons, por exemplo - são muito frios para emitir luz visível, que representa apenas uma minúscula porção do espectro eletromagnético. No entanto, emitem energia de forma invisível: comprimentos de onda mais longos, conhecidos como radiação infravermelha. Objetos incrivelmente quentes, como enormes estrelas explosivas chamadas supernovas, emitem grande parte de sua energia em comprimentos de onda mais curtos que também são invisíveis: raios gama e raios-X.
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Felizmente, outros telescópios transformam esses óculos em imagens que podemos entender. Nos anos 90 e início dos anos 2000, a NASA lançou telescópios baseados no espaço, conhecidos como Great Observatories. O primeiro e mais famoso Hubble é especializado em luz visível. Instrumentos menos conhecidos, mas igualmente vitais, focam em diferentes comprimentos de onda.
"O objetivo era ter um grande telescópio em cada parte do espectro eletromagnético", diz Giovanni Fazio, astrofísico do Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics. “Quando você olha para o universo em diferentes comprimentos de onda, obtém uma imagem completamente diferente. São todas peças de um quebra-cabeça.
O lançamento do Hubble em 1990 foi seguido por Compton (1991), que observou raios gama, Chandra (1999), que estuda raios X, e Spitzer (2003), o telescópio infravermelho. Compton caiu na Terra em 2000, desintegrando-se na atmosfera e caindo como planejado no Oceano Pacífico. (Outro telescópio espacial, Fermi, substituiu-o em 2008.) Mas Spitzer e Chandra ainda estão em alta - e correndo, abrindo segredos do universo e superando as esperanças das pessoas que ajudaram a criá-los.
As imagens dos telescópios de estrelas recém-nascidas piscando e buracos negros glutões são compostas de cores falsas que os cientistas atribuem aos diferentes comprimentos de onda que os telescópios detectam. Além de estarem carregadas de dados, essas imagens são simplesmente maravilhosas de se ver. Pulsando com rosa flamingo, índigo e açafrão, alguns são quase psicodélicos - uma galáxia florida parece respirar fogo - enquanto outros se lembram de formas naturais delicadas: teias de aranha, gelo da vidraça, farpas de fumaça. Alguns têm uma qualidade quase espectral, particularmente “A Mão de Deus”, o retrato de Chandra de um jovem pulsar no qual dedos azuis fantasmagóricos parecem acariciar os céus.
A maioria dos telescópios de satélite, incluindo o Hubble, circula a Terra, mas o Spitzer gira em torno do Sol, atrás da Terra em sua órbita. Assim, Spitzer não apenas evita a atmosfera da Terra, que obscureceria a visão do telescópio, como também evita o calor da Terra e da Lua. Um suprimento de hélio líquido inicialmente resfriava o instrumento quase a zero absoluto - ou menos 459 graus Fahrenheit, a temperatura mais baixa possível -, de modo que a própria radiação do telescópio não atrapalharia suas leituras.
Spitzer olha para partes mais frias do universo. O infravermelho está associado a temperaturas de menos de 450 a mais de 6.000 graus, e enquanto 6.000 graus podem não parecer frios, os astrônomos estão acostumados a registrar corpos em milhões de graus.
O telescópio detectou radiação de exoplanetas semelhantes a Júpiter em órbitas rígidas ao redor de outras estrelas, e localizou anãs marrons, que - se eles hospedarem seus próprios mini sistemas solares, como alguns cientistas suspeitam - poderiam ser locais ideais para a vida. O Spitzer também pode espiar através da poeira sufocante nos braços espirais de galáxias distantes para ver onde as estrelas estão nascendo. Essas observações podem fornecer insights sobre como nosso próprio sistema solar se formou.
O poder mais incrível do telescópio pode ser sua capacidade de ver o universo em sua infância. Olhar fundo no espaço é o mesmo que olhar para trás no tempo, explica Fazio, que projetou parte do Spitzer. À medida que o universo de 13, 7 bilhões de anos se expande, a luz visível é esticada em comprimentos de onda infravermelha, um fenômeno conhecido como redshift. Concentrando-se na luz infravermelha, os cientistas do Spitzer inicialmente esperavam ver o universo quando ele tinha apenas dois bilhões de anos - mas eles foram muito mais longe no tempo do que isso. "Agora conseguimos olhar para 700 milhões de anos", disse Fazio, ou cerca de 13 bilhões de anos atrás. As observações de Spitzer sugerem que as galáxias já começaram a se formar quando o universo tinha apenas 400 milhões a 500 milhões de anos, muito mais cedo do que o teorizado anteriormente.
Chandra, o telescópio de raios-X, segue uma órbita elíptica em torno da Terra, voando 200 vezes mais que o Hubble. O Chandra é especializado em fenômenos violentos, como explosões de estrelas jovens e explosões de supernovas. "O que nós gostamos de saber é o que estava acontecendo dentro da estrela antes que ela explodisse, quais são os detalhes da explosão em si e o que acontece após a explosão", diz Harvey Tananbaum, diretor do Chandra X- do Smithsonian Astrophysical Observatory. Centro de raios.
Chandra também sonda objetos com campos gravitacionais extremos ou magnéticos, como estrelas de nêutrons e buracos negros. Alguns cientistas esperam que Chandra seja crucial no estudo de matéria escura e energia escura pouco conhecidas, forças misteriosas que respondem pela maior parte do material no universo. Mas o telescópio também revelou coisas novas sobre visões mais familiares: os anéis de Saturno brilham com raios-X.
Às vezes, os astrônomos produzem imagens usando dados de todos os três telescópios. Em 2009, o trio gerou uma impressionante visão composta do núcleo da Via Láctea. O Hubble mostrou incontáveis estrelas, o Spitzer capturou nuvens de poeira radiante e Chandra rastreou as emissões de raios-X do material perto de um buraco negro.
Telescópios não podem durar para sempre. O Spitzer ficou sem refrigerante no ano passado, embora algumas partes ainda estejam frias o suficiente para funcionar, e o telescópio começou a se afastar da Terra. "Vai ser triste ver isso", diz Fazio. “Tem sido uma parte importante da minha vida nos últimos 25 anos. Mas ainda estamos explorando os dados e descobrindo coisas novas. ”Em 2015, o Webb, um novo telescópio infravermelho com capacidade para coletar mais de 58 vezes mais luz do que o Spitzer, está programado para retomar o local de partida do Spitzer.
O Chandra ainda está funcionando bem e os cientistas esperam que o instrumento seja usado por pelo menos mais uma década. Eventualmente, talvez daqui a um século, o telescópio desgastado provavelmente escorregará muito perto da Terra e queimará na atmosfera. Mas temos muito mais imagens iluminadas para esperar antes disso.
Abigail Tucker é o escritor da equipe do Smithsonian .
O Chandra X-ray Observatory mostrou gás aquecido por explosões e por um buraco negro. (NASA / CXC / UMass / D. Wand e outros) 
O centro de nossa galáxia Via Láctea é ainda mais impressionante quando visto como um composto feito de dados de três instrumentos baseados no espaço, sensíveis a diferentes comprimentos de onda. (NASA / CXC / UMass / D. Wand e outros) 
O Telescópio Espacial Spitzer reuniu luz infravermelha e detectou nuvens de poeira. (NASA / JPL-Caltech / SSC / S. Stolovy) 
O Telescópio Espacial Hubble, sintonizado no infravermelho próximo, revelou áreas ativas de formação de estrelas. (NASA / ESA / STScl / D. Wang et al.) 
Por quase 12 anos, o telescópio espacial Chandra vem observando as assinaturas de raios X de objetos de alta energia. A nebulosa "Mão de Deus", com 150 anos-luz de comprimento, é formada por gás quente expelido de um pulsar, ou estrela de nêutrons que gira rapidamente. (NASA / CXC / SAO / P. Slane, et al.) 
A galáxia espiral NGC 4258 tem dois braços azuis fantasmagóricos contendo gases aquecidos por ondas de choque violentas, o produto de partículas ejetadas de um buraco negro. (NASA / CXC / Universidade de Maryland / AS Wilson et al.) 
Chandra é excelente em capturar o caos. Uma característica astronômica chamada Cas A, na constelação Cassiopeia, é uma explosão de detritos que se expande a milhões de quilômetros por hora; foi disparado de uma supernova que se tornou visível na Terra há apenas 300 anos. (NASA / CXC / MIT / UMass Amherst MD Stage e outros) 
A nebulosa M17, a parte mais brilhante da imagem acima, foi documentada pelo astrônomo Charles Messier em 1764. O telescópio Spitzer, com foco na radiação infravermelha emanada da poeira aquecida, é capaz de ver estruturas associadas à nebulosa. (NASA / JPL-Caltech / M. Povich (Universidade Estadual da Pensilvânia)) 
Com base na imagem vista à esquerda, os astrônomos pensam que a estrela BP Psc canibalizou outra estrela ou planeta, uma vez que ficou sem combustível, prolongando sua fase gigante vermelha (como visto na ilustração à direita). (NASA / CXC / RIT / J. Kastner e outros, ótico (UCO / Lick / STScl / M. Perrin e outros); Ilustração: NASA / CXC / M. Weiss) 
Uma explosão produziu a Nebulosa do Caranguejo, uma estrutura espetacular que os cientistas ainda estão tentando entender com a ajuda dos telescópios Chandra e Spitzer. (NASA / CXC / SAO / F.Seward; Ótica: NASA / ESA / ASU / J.Hester e A.Loll; Infravermelho: NASA / JPL-Caltech / Univ. Minn / R.Gehrz) 
Lar de mais de 2.200 estrelas, a região do RCW 49 é uma área escura e empoeirada. Esta imagem foi tirada em dois comprimentos de onda diferentes para destacar os gases incandescentes aquecidos. (NASA / JPL-Caltech / E. Churchwell (Universidade de Wisconsin - Madison)) 
Como visto contra o céu infravermelho, o telescópio Spitzer pode espiar através dos braços espirais de galáxias distantes para ver onde as estrelas estão nascendo. (NASA / JPL-Caltech) 
Raios-X do Chandra revelam que o aglomerado que envolve a galáxia M87 está cheio de gás quente. (NASA / CXC / KIPAC / N. Werner, E. Million e outros) 
Localizada a cerca de 11.000 anos-luz de distância na constelação de Sagitário, a "cobra" (esquerda superior) é na verdade uma nuvem espessa, grande o suficiente para engolir dezenas de sistemas solares. (NASA / JPL-Caltech / S. Carey (SSC / Caltech)) 
Esta imagem tirada pelo telescópio Spitzer capturou esta região chamada W5 (a 6.500 anos-luz de distância), onde todos os estágios de criação de estrelas podem ser vistos. (NASA / JPL-Caltech / L. Allen e X. Koenig (Harvard-Smithsonian CfA)) 
A nebulosa de Órion é outro ponto crucial da criação de estrelas; o aglomerado de trapézio, os pontos brilhantes no centro à direita, são as estrelas mais quentes da região. (NASA / JPL-Caltech / J. Stauffer (SSC / Caltech))
