Nota de Imprensa

APEX participa na observação mais precisa de sempre

Telescópios no Chile, Hawaii e Arizona atingem uma precisão dois milhões de vezes melhor que a da visão humana

18 de Julho de 2012

Uma equipa internacional de astrónomos observou o coração de um quasar distante com uma precisão sem precedentes, dois milhões de vezes melhor que a da visão humana. As observações, obtidas ao ligar pela primeira vez o telescópio Atacama Pathfinder Experiment (APEX) [1] com dois outros telescópios situados em continentes diferentes, são um passo crucial em direção ao objetivo científico do projeto “Telescópio de Horizonte de Acontecimentos” [2]: obter imagens de buracos negros de grande massa situados no centro da nossa própria Galáxia e de outras galáxias.

Os astrónomos ligaram o APEX, no Chile, com o Submillimeter Array (SMA) [3], no Hawaii, EUA e o Submillimeter Telescope (SMT), no Arizona, EUA. Deste modo, conseguiram fazer a observação direta mais precisa de sempre [5] do centro de uma galáxia distante, o quasar brilhante 3C 279, que contém um buraco negro de elevada massa - cerca de mil milhões de vezes a do Sol - e encontra-se tão distante da Terra que a sua radiação demorou mais de 5 mil milhões de anos a chegar até nós. O APEX é uma colaboração entre o Instituto Max Planck para a Rádio Astronomia (MPIfR), o Observatório Espacial Onsala (OSO) e o ESO. A operação do APEX está a cargo do ESO.

Os telescópios foram ligados usando a técnica conhecida como Interferometria de Muito Longa Distância (VLBI, sigla do inglês Very Long Baseline Interferometry). Telescópios maiores obtêm observações mais precisas e a interferometria permite que vários telescópios trabalhem como um só, tão grande como a separação - ou distância - entre eles. Utilizando a técnica VLBI, conseguimos obter as observações mais precisas ao tornar a separação entre telescópios tão grande quanto possível. Para as observações do quasar, a equipa usou três telescópios para criar o interferómetro com distâncias intercontinentais de 9447 km do Chile ao Hawaii, 7174 km do Chile ao Arizona e 4627 km do Arizona ao Hawaii. Ligar o APEX no Chile à rede foi crucial, já que este telescópio contribuiu com as maiores distâncias.

As observações foram feitas em ondas rádio, a um comprimento de onda de 1.3 milímetros. Esta é a primeira vez que observações a um comprimento de onda tão curto foram feitas utilizando distâncias tão grandes. As observações atingiram uma precisão, ou resolução angular, de 28 microsegundos de arco - valor mais pequeno que o grau de cerca de 8 mil milhões de vezes. Com este valor é possível distinguir detalhes dois milhões de vezes mais precisos do que o conseguido pelo olho humano. As observações foram tão precisas que se observaram escalas de menos de um ano-luz ao longo do quasar - o que é um feito extraordinário tendo em conta que o objeto que se encontra a vários mil milhões de anos-luz de distância.

Estas observações representam um passo importante no sentido de obter imagens de buracos negros de elevada massa e das regiões que os rodeiam. No futuro pensa-se ligar entre si ainda mais telescópios, de modo a criar o chamado Telescópio de Horizonte de Acontecimentos. O Telescópio de Horizonte de Acontecimentos será capaz de obter imagens da sombra do buraco negro de elevada massa que se situa no centro da nossa Via Láctea, assim como doutros buracos negros situados noutras galáxias próximas. A sombra - uma região escura vista em contraste com um fundo mais brilhante - é causada pela curvatura da luz devido ao buraco negro e seria a primeira evidência observacional direta da existência do horizonte de acontecimentos de um buraco negro, a fronteira a partir da qual nem mesmo a luz consegue escapar.

A experiência marca a primeira vez que o APEX fez parte de observações VLBI e é o culminar de três anos de trabalho árduo no local onde está instalado do APEX, a uma altitude de 5000 metros, no planalto do Chajnantor nos Andes chilenos, onde a pressão atmosférica é apenas metade da pressão ao nível do mar. Para que o APEX estivesse pronto para o VLBI, cientistas da Alemanha e da Suécia instalaram novos sistemas digitais de aquisição de dados, um relógio atómico muito preciso e gravadores de dados pressurizados capazes de gravar 4 gigabits por segundo durante muitas horas sob condições ambientais muito adversas [6]. Os dados - 4 terabytes para cada telescópio - foram enviados para a Alemanha em discos duros e processados no Instituto Max Planck para a Rádio Astronomia, em Bona.

A bem sucedida contribuição do APEX é também importante por outra razão. O APEX partilha a sua localização e muitos aspectos da sua tecnologia com o novo telescópio Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) [7]. O ALMA encontra-se atualmente a ser construído e no final será uma rede de 54 antenas com 12 metros de diâmetro, como a antena do próprio o APEX, mais 12 antenas menores com um diâmetro de 7 metros. A possibilidade de ligar o ALMA à rede está atualmente a ser estudada. Com a área colectora altamente aumentada das antenas do ALMA, as observações poderiam atingir uma sensibilidade 10 vezes melhor do que a destes testes iniciais, o que poria a sombra do buraco negro de elevada massa da Via Láctea ao nosso alcance em futuras observações.

Notas

[1] O APEX é uma colaboração entre o Instituto Max Planck para a Rádio Astronomia (MPIfR), o Observatório Espacial Onsala (OSO) e o ESO. A operação do APEX no Chajnantor está a cargo do ESO. O APEX é o percursor do telescópio submilimétrico de nova geração, o Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), que se encontra em construção e operação no mesmo planalto.

[2] O projeto Telescópio de Horizonte de Acontecimentos é uma colaboração internacional, coordenada pelo Observatório MIT Haystack (EUA).

[3] A Rede Submilimétrica (SMA, sigla de Submillimeter Array) situada no Mauna Kea, Hawaii, composta por 8 antenas de 6 metros de diâmetro cada uma, é operada pelo Smithsonian Astrophysical Observatory (EUA) e pela Academia Sinica Institute of Astronomy and Astrophysics (Ilha Formosa).

[4] O Telescópio Submilimétrico (SMT, sigla de Submillimeter Telescope) de 10 metros de diâmetro situado no topo do Monte Graham, Arizona, é operado pelo Arizona Radio Observatory (ARO) no Tucson, Arizona (EUA).

[5] Algumas técnicas indiretas foram usadas para investigar escalas mais pequenas, por exemplo usando microlentes gravitacionais (ver heic1116) ou cintilação interestelar, mas esta é uma observação direta.

[6] Estes sistemas foram desenvolvidos em paralelo nos Estados Unidos (observatório MIT-Haystack) e na Europa (MPIfR, INAF - Istituto di Radioastronomia Noto VLBI Station e HAT-Lab). Um maser de hidrogénio de tempo padrão (T4Science) foi instalado como um relógio atómico de alta precisão. O SMT e o SMA tinham sido já equipados de igual modo para o VLBI.

[7] O Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), uma infraestrutura internacional de astronomia, é uma parceria entre a Europa, América do Norte e Leste Asiático, em cooperação com a República do Chile. O ESO é o parceiro europeu no ALMA.

Informações adicionais

O ano de 2012 marca o quinquagésimo aniversário da fundação do Observatório Europeu do Sul (ESO). O ESO é a mais importante organização europeia intergovernamental para a investigação em astronomia e é o observatório astronómico mais produtivo do mundo. O ESO é financiado por 15 países: Alemanha, Áustria, Bélgica, Brasil, Dinamarca, Espanha, Finlândia, França, Holanda, Itália, Portugal, Reino Unido, República Checa, Suécia e Suíça. O ESO destaca-se por levar a cabo um programa de trabalhos ambicioso, focado na concepção, construção e funcionamento de observatórios astronómicos terrestres de ponta, que possibilitam aos astrónomos importantes descobertas científicas. O ESO também tem um papel importante na promoção e organização de cooperação na investigação astronómica. O ESO mantém em funcionamento três observatórios de ponta, no Chile: La Silla, Paranal e Chajnantor. No Paranal, o ESO opera o Very Large Telescope, o observatório astronómico óptico mais avançado do mundo e dois telescópios de rastreio. O VISTA, o maior telescópio de rastreio do mundo que trabalha no infravermelho e o VLT Survey Telescope, o maior telescópio concebido exclusivamente para mapear os céus no visível. O ESO é o parceiro europeu do revolucionário telescópio ALMA, o maior projeto astronómico que existe atualmente. O ESO encontra-se a planear o European Extremely Large Telescope, E-ELT, um telescópio da classe dos 40 metros que observará na banda do visível e próximo infravermelho. O E-ELT será "o maior olho no céu do mundo".

Links

• Informações sobre o APEX
• O telescópio APEX
• Max-Planck-Institute für Radioastronomie (MPIfR), Bona, Alemanha
• A Rede submilimétrica, Submillimeter Array, Hawaii
• O Telescópio Submilimétrico, Submillimeter Telescope, Arizona Radio Observatory
• O Telescópio de Horizonte de Acontecimentos
• MIT Haystack Observatory, EUA
• INAF/Noto Digital BaseBand Converter Project
• Páginas do ALMA no ESO
• Joint ALMA Observatory

Contactos

Alan Roy
APEX VLBI Project Lead, Max-Planck-Institut für Radioastronomie
Bonn, Germany
Tel: +49 228 525 191
Email: aroy@mpifr-bonn.mpg.de

Thomas Krichbaum
APEX VLBI Project Scientist, Max-Planck-Institut für Radioastronomie
Bonn, Germany
Tel: +49 228 525 295
Email: tkrichbaum@mpifr-bonn.mpg.de

Shep Doeleman
MIT Haystack Observatory
Westford, USA
Tel: +1 781 981 5400 x5904
Email: dole@haystack.mit.edu

Michael Lindqvist
Onsala Space Observatory
Onsala, Sweden
Tel: +46 31 772 5508
Email: michael.lindqvist@chalmers.se

Lucy Ziurys
Director, Arizona Radio Observatory
Tucson, USA
Tel: +1 520 621-6525
Email: lziurys@as.arizona.edu

Jonathan Weintroub
Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics
Cambridge, USA
Tel: +1 617 495 7319
Email: jweintroub@cfa.harvard.edu

Douglas Pierce-Price
APEX Public Information Officer, ESO
Garching bei München, Germany
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Email: dpiercep@eso.org

Margarida Serote (Contacto de imprensa em Portugal)
Rede de Divulgação Científica do ESO e Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço,
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Este texto é a tradução da Nota de Imprensa do ESO eso1229, cortesia do ESON, uma rede de pessoas nos Países Membros do ESO, que servem como pontos de contacto local com os meios de comunicação social, em ligação com os desenvolvimentos do ESO. A representante do nodo português é Margarida Serote.