Como funcionam?
Quem inventou?
Para que e como são utilizados?
Telescópios x Radiotelescópios
Hoje em dia estamos acostumados a ver, volta e meia, em jornais e revistas de grande circulação e principalmente na internet, imagens do espaço sideral fotografadas pelo telescópio Hubble, um dos mais potentes instrumentos de observação astronômica inventados até hoje. Pois bem, muitos e muitos modelos de telescópios foram desenvolvidos ao longo da modernidade para que tivéssemos um modelo de observação de tão grande alcance como o que nos é oferecido pelo Hubble.
O primeiro modelos de telescópio criado que se tem notícia foi desenvolvido pelo holandês Hans Lippershey em 1608, como é comumente aceito, ele teria desenvolvido alguns modelos e até comercializado alguns equipamentos, mas existem telescópios anteriores relatados também. Depois disso, entre 1609 e 1610, Galileu Galilei não apenas melhorou o modelo de Lippershey, como desenvolveu o mais potente de sua época, capaz de uma visualização com 33 vezes. Este modelo já era mais útil as observações astronômicas e foi Galileu que inaugurou este tipo de observação. Desde então, uma verdadeira “revolução” científica e cosmológica começou a se desenrolar.
Galileu Galilei (1564-1642) é tido pela maior parte dos historiadores do pensamento científico como o “pai da ciência moderna”. Isso se justifica pelo fato de ter sido ele não apenas um dos pioneiros na prática da “nova ciência”, da virada do século XVI para o século XVII, mas também o primeiro a elaborar teorias que possibilitaram uma compreensão do funcionamento do Universo radicalmente diferente daquelas da Antiguidade e da Idade Média. Galileu foi além dos estudiosos do Renascimento, que, apesar de terem corroborado a tese de que a Terra não era o centro do Universo, não conseguiram fazer observações e descrições precisas dos corpos celestes tal como Galileu fez.
Com tais descrições, Galileu percebeu, inicialmente, as imperfeições da Lua (crateras, sobretudo), que era considerada até então um corpo celeste sem defeitos.
Enfim, os céus não eram perfeitos como dizia a visão aristotélica amplamente aceita até então. Em 25 de agosto de 1609, Galileu fez uma demonstração de seu primeiro telescópio para legisladores de Veneza. Esta foi a primeira atividade de divulgação astronômica de que se tem notícia, e o primeiro uso do telescópio bem documentado para astronomia.
Um outro astrônomo, um alemão nascido em 1571, também começava a contestar as ideias do geocentrismo. Seu nome era Johanes Kepler (1571-1630). Baseado em observações anteriores à invenção do telescópio, feitas por um astrônomo dinamarquês, Tycho Brahe (1546-1601), e nas ideias heliocêntricas de Copérnico de que o Sol estaria no centro do Universo, Kepler percebeu que não poderia explicar o movimento dos planetas pelo sistema Geocêntrico. Kepler formulou três leis que explicavam muito bem o movimento dos planetas.
As leis diziam:
• Os planetas giram ao redor do Sol em uma órbita elíptica, com o Sol em um dos focos;
• Os planetas “varrem” áreas iguais em tempos iguais e que suas velocidade orbitais são proporcionais às suas distancias ao Sol .
Kepler descreveu a terceira lei no livro " <<Harmonices Mundii>> (A Harmonia dos Mundos). Quando soube do uso do telescópio por Galileu, Kepler ficou tão entusiasmado que pediu a Galileu que lhe emprestasse o instrumento, o que foi negado. Kepler, então, fabricou seu próprio telescópio (o telescópio "Kepleriano"), com duas lentes convexas, ainda melhor que o de Galileu.
Agora que conhecemos um pouco sobre a história dos telescópios, vamos ver os diferentes tipos e utilidades práticas?!
Diferentes tipos de telescópios:
Existem muitos tipos e modelos diferentes de telescópios hoje em dia, mas de forma geral, existem três tipos de telescópios mais utilizados, são os Refratores, Refletores e Catadióptricos.
Telescópios Refratores:
O refrator é o modelos que vem na cabeça da maioria das pessoas quando você fala em telescópios.
Eles são formados por um tubo longo onde em uma das extremidades está a lente objetiva e do outro lado o adaptador para colocar a ocular (onde olhamos).
O funcionamento é bem simples, a objetiva capta a luz do objeto e a concentra num foco e forma a imagem , onde é examinada pela ocular que amplia esta imagem, para entender melhor veja a foto que peguei como exemplo.
Esse tipo de telescópio é famoso por conseguir uma definição de imagem muito boa, com nitidez e contraste excelente, além disso, exigem menos manutenção e por ser um modelo fechado ele sofre menos com a condensação do ar dentro do tubo.
Geralmente são os modelos preferidos por astrônomos que querem observar a lua e os planetas.
Porém, ele tem um valor bem mais alto dependendo do tamanho da sua lente objetiva. Um telescópio refrator de grande porte pode custar muito caro e mesmo assim serão considerados de pequeno porte em relação aos modelos refletores. Objetos de céu profundo como galáxias não são tão fáceis de observar com um telescópio como esse e o seu grande tubo exige uma montagem muito rígida.
Telescópios Refletores:
Os telescópios refletores, também conhecidos por Newtonianos, são bem diferentes dos refratores, eles são formados por um tubo e no lugar da lente objetiva ele usa um espelho no fundo. Esse espelho reflete a luz que recebe para um espelho secundário pequeno que está na outra extremidade do tubo.
Por ter, geralmente, uma boa abertura, esse modelo é indicado para observação de quase todos os objetos celestes, desde planetas até objetos de céu profundo, como galáxias e nebulosas.
A grande vantagem desse telescópio é seu preço, é possível encontrar telescópios refletores com uma excelente abertura por um preço bem acessível se comparado aos modelos refratores.
Porém, eles precisam de mais cuidado e requerem manutenção quase constante, principalmente se você precisa montar e desmontar seu equipamento sempre que decidir observar o céu. É importante também prestar atenção redobrada com a sujeira, já que o tubo do telescópio ficará aberto e alguma coisa poderá sujar o espelho e atrapalhar suas experiências.
Esse é o modelo que eu possuo hoje e preciso admitir, tenho me surpreendido com ele cada vez que o aponto para o céu!
Esse modelo de telescópio é formado por, digamos, uma junção dos outros dois modelos. Ele é composto por lentes e espelhos. O funcionamento, apesar de se assemelhar a seus companheiros, se torna um pouco mais complexo.
Esse é um modelo bem famoso e um de seus pontos mais positivo é seu tamanho reduzido, mesmo com uma boa abertura. Se compararmos um modelo Refletor e um Catadióptrico, ambos com abertura de 200mm, o Refletor vai ocupar quase todo o espaço que você tem disponível para guardar seu equipamento, enquanto o Catadióptrico geralmente vem em uma maleta e pode ser guardado em um cantinho que você tenha disponível.
Além disso, esse modelo costuma vir acompanhado de uma montagem motorizada que ajuda muito na hora de tirar fotos, tornando a astrofotografia um pouco mais fácil.
Porém, nem tudo são rosas meus amigos... Telescópios desse modelo geralmente tem uma qualidade de imagem um pouco menor, principalmente quando se observa os planetas. Mas esse não é seu maior problema, a maior desvantagem (ou vantagem dependendo de como está o seu bolso) é o preço. Um bom telescópio catadióptrico com uma abertura razoável pode chegar facilmente a faixa de 12 Mil reais (incluindo a montagem).
Agora que conhecemos mais sobre a história dos telescópios e sobre o funcionamento dos principais modelos, que tal sabermos mais sobre os radiotelescópios?!
Radiotelescópio:
Um radiotelescópio é, essencialmente, uma antena de rádio equipada com um receptor de sinais bastante sensível. Sua antena é desenhada para receber sinais emitidos do espaço, vindos especificamente da direção para a qual foi apontada.
O Observatório de Arecibo, que fica em Porto Rico, é um dos maiores radiotelescópios (Foto: Reprodução/Wikia)
Esta também é capaz de mapear a distribuição de ruídos de rádio vindos de uma variedade de fontes cósmicas, como estrelas. Por isso, esse equipamento costuma ser usado por astrônomos para estudarem os astros, seus fenômenos de formação e até a origem do universo.
Esses equipamentos são encontrados em todo o mundo e muitas vezes trabalham em colaboração com dispositivos de outros países. No Brasil, um dos radiotelescópios nacionais fica no estado de São Paulo, no Rádio Observatório de Itapetinga (ROI). Normalmente eles se situam em locais isolados, como desertos, pois isso evita interferências eletromagnéticas vindas dos grandes centros urbanos.
O ROI (Rádio Observatório de Itapetinga) é o maior radiotelescópio do Brasil (Foto: Reprodução/G1)
História
Os radiotelescópios são a principal ferramenta da radioastronomia, atividade que remonta aos anos 30 do século passado, quando Karl Guthe Janksy passou a investigar a origem da estática que interferia na operação de circuitos de radiotelefone em comunicações transoceânicas.
Para concluir seu trabalho, Janksy recorreu a uma antena direcional, que apontou três fontes de interferência nas transmissões. As duas primeiras eram tempestades elétricas locais e outras mais distantes.
A terceira fonte foi um mistério só resolvido após um ano de estudo. Os resultados apontaram para uma estática constante, que teve sua origem detectada na própria galáxia onde a Terra se encontra, isto é, na Via Láctea. Essas interferências foram, então, as primeiras captações constatadas de ondas vindas dos corpos celestes.
No entanto, as atenções para esse ramo do estudo dos astros só foi desenvolver-se e ter sua consolidação após a Segunda Guerra Mundial.
Partes e o funcionamento:
A constituição de um radiotelescópio pode variar imensamente, mas todos contêm essencialmente uma grande antena de rádio e um radiômetro ou um receiver sensíveis. O conjunto ainda costuma acompanhar um sintonizador, para selecionar em qual frequência captar os sinais, e um gravador, para registrar o que for recebido.
Quanto maior o diâmetro do disco da antena melhor a resolução das imagens produzidas (Foto: Reprodução)
A parte principal são as antenas, objetos em forma de pratos que coletam e refletem as ondas de rádio para o receiver, do mesmo modo que um espelho curvo foca a luz em um ponto específico. Este ponto específico seria o receiver, responsável também por amplificar os sinais muito fracos até um nível mensurável.
Esse processo de captação feito por tais equipamentos só é possível porque estrelas, galáxias, quasares e outros objetos astronômicos produzem ondas de rádio naturalmente. Na verdade, o que se gera é um tipo de radiação propagada pelo espaço em forma de ondas eletromagnéticas capazes de superar o vácuo, propagando-se a uma velocidade enorme.
Esta imagem das galáxias NGC 4038 e 4039 foi produzida pelo radiotelescópio ALMA, que fica no deserto do Atacama (Foto: Divulgação)
Ao ser feita a captação das ondas, o resultado imediato não é uma imagem. Na verdade, o produto inicial é a intensidade do fluxo da radiação eletromagnética gerada em um período. Para finalmente chegar-se a uma imagem, é necessária uma varredura, ou seja, inúmeras medições de ângulos diferentes da mesma fonte. A imagem é finalmente formada pelos computadores que tratam o material.
Telescópios e radiotelescópios: diferenças e semelhanças
A diferença fundamental entre um radiotelescópio e um telescópio ótico encontra-se no conteúdo captado por cada um. Como foi dito, o segundo observa ondas de rádio emitidas por corpos celestes, já a versão óptica produz imagens a partir da luz visível gerada ou incidida sobre um astro.
Imagens de uma mesma região do espaço produzida pelo radiotelescópio ALMA e outra pelo VLT, um telescópio ótico. Cada aparelho capta aspectos distintos (Foto: Reprodução/Ciência Hoje)
Apesar dessa e outras diferenças, os radiotelescópios contêm semelhanças com os telescópios óticos atuais. Por exemplo, os dois modelos coletam a radiação eletromagnética concentrada em um ponto focal, o primeiro faz isso com um prato de antena parabólica e o segundo com o espelho primário.
Os dois também trazem dispositivos detectores de radiação eletromagnética. No telescópio ótico tem-se um fotômetro, placa fotográfica, uma câmera CCD ou uma lente ocular. Já no outro, existe uma antena com polarização direcional.
Vantagens e desvantagens:
As observações espaciais feitas por radiotelescópios podem sofrer com empecilhos devido à sua baixa resolução. Este fator dificulta a distinção entre duas fontes de emissão muito próximas, como duas estrelas, por exemplo.
A consequência desse efeito é uma imagem final muito “embaçada”. Um dos modos de minimizar essa questão é aumentar o diâmetro do equipamento. Quanto maior o diâmetro, melhor a resolução. No entanto, como as exigências por melhorias nas captações são cada vez maiores, os diâmetros teriam de aumentar em uma escala inviável para um só aparelho.
É nesse contexto que entram as técnicas de infometria e os VLA (Very Large Array), que empregam um enorme conjunto de radiotelescópios posicionados em uma única área ampla captando uma mesma fase de um sinal para, enfim, produzirem imagens muito mais nítidas através de comparações das recepções. Os VLA ainda podem ser combinados globalmente com outros conjuntos de radiotelescópios, multiplicando as capacidades do sistema de captação.
O ASKAP, o mais poderoso radiotelescópio do mundo, faz parte do projeto internacional Square Kilometer Array (Foto: Reprodução/The Verge)
Um outro problema que se impõe aos radiotelescópios são as interferências da atmosfera, mais especificamente de dentro da Ionosfera. Estas causam distorções nos sinais de comprimentos de onda maiores do que 20cm. No entanto, entre 20 a 1cm o prejuízo à recepção é mínimo e corrigível.
Apesar dessas desvantagens ou dificuldades, existe no espaço um bom número de objetos astronômicos que só podem ser observados na faixa de ondas de rádio. Sendo assim, o radiotelescópio apresenta-se como uma ferramenta importante ou mesmo crucial para inúmeras pesquisas e avanços na ciência.
Fonte - Rodrigo Stenio - Jr. Martini
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