No topo de Mauna Kea, em Waimea, Havaí, fica o maior telescópio dos Estados Unidos, o Observatório WM Keck . Olhar profundamente para o abismo cósmico é um triunfo da engenhosidade humana, da curiosidade e da busca incansável pelo conhecimento. Desde a sua criação, o observatório ampliou a nossa compreensão do universo, lançando luz sobre maravilhas e mistérios celestiais. Descubra a história do Observatório Keck, suas características tecnológicas, descobertas reveladas, projetos em andamento e muito mais!
Uma Breve História do Observatório Keck
A história do Observatório Keck é uma prova do amor de William Myron Keck pelas estrelas. Prospector de petróleo de sucesso e fundador da Superior Oil Company, Keck tinha um instinto estranho para localizar petróleo. Os seus esforços filantrópicos nasceram ao nascer da Fundação WM Keck, que financiou projetos como o Observatório Keck, criando uma nova fronteira em nossa exploração do cosmos.
Assim foi Keck imortalizado na história mais ampla da busca de conhecimento olhando para cima. A astronomia sempre influenciou a civilização humana. Moldou nossa compreensão do tempo por meio de calendários celestiais. Exploradores marítimos e árticos guiados por meio de navegação estelar. E gerou avanços tecnológicos com ferramentas como telescópios. Como tal, a ciência da observação das estrelas continua a alterar a nossa percepção do nosso lugar e papel no universo.
O Observatório Keck: características tecnológicas e inovações
O Observatório Keck abriga dois telescópios, Keck I e Keck II , entre os maiores do mundo. Projetados com configurações de altitude-azimute, seus segmentos de espelho contrariam a gravidade para observações resultantes. Seus espelhos primários têm 10 metros de diâmetro, um pouco menor que o maior do mundo, o Gran Telescopio Canarias (GTC). No entanto, o design do Keck canaliza toda a luz para o espelho secundário, produzindo uma área efetiva de coleta de luz maior do que o GTC. Isso os torna indiscutivelmente os maiores telescópios ópticos/infravermelhos dirigíveis da Terra.
Os espelhos primários de Keck compreendem 36 segmentos hexagonais de vitrocerâmica Zerodur, cada um com 1,8 metros de largura e 7,5 centímetros de espessura. A tecnologia de óptica ativa permite que esses segmentos funcionem como um espelho, com o controle do computador mantendo a precisão do formato da superfície em quatro nanômetros. Isso ajuda muito a combater a gravidade e as influências ambientais.
O observatório também está equipado com câmeras e espectrômetros para extensas observações não visíveis e não infravermelhas próximas. Isso inclui o espectrômetro Echelle de alta resolução (HIRES), que analisa a intensidade da luz em milhares de canais de núcleos. Isto contribuiu para inúmeras descobertas, como planetas extrasolares, bem como evidências que apoiam a teoria do Big Bang.
Conquistas e descobertas do Observatório Keck
Com as suas funções avançadas, o Observatório Keck contribuiu para várias descobertas inovadoras na astronomia moderna. Estas vão desde galáxias distantes até à matéria escura, expandindo continuamente a nossa compreensão do universo. Algumas das descobertas mais reveladas feitas por Keck incluem:
Buraco negro conhecido mais próximo da Terra
Usando o Observatório Keck e o telescópio Gemini North, os astrônomos descobriram o buraco negro conhecido mais próximo do nosso planeta, chamado Gaia BH1 . Localizada a 1.560 anos-luz de distância da Terra, na constelação de Ophiuchus, Gaia BH1 está três vezes mais perto de nós do que o recordista anterior.
Luz estelar de duas galáxias massivas
Pela primeira vez, os cientistas capturaram imagens da luz estelar de duas galáxias massivas que hospedaram buracos negros, ou quasares , em crescimento ativo, menos de mil milhões de anos após o Big Bang.
Existência de um planeta pós-morte estelar
Os astrónomos do Instituto da Universidade de Havai descobriram que nem todos os planetas, além dos sistemas solares, enfrentam a destruição à medida que as suas estrelas hospitaleiras envelhecem.
Imagem direta de um planeta de baixa massa
Astrônomos que obtiveram o Observatório Keck localizado em um dos planetas de menor massa cujas imagens foram capturadas diretamente.
Lente gravitacional de uma supernova
Os astrônomos capturaram uma imagem bizarra de uma supernova, uma poderosa explosão de uma estrela, cuja luz foi tão distorcida pela gravidade de uma galáxia que aparece como múltiplas imagens no céu. (Observado pela primeira vez pelo Zwicky Transient Facility da Cal Tech e selecionado por Keck e outros.)
Imagem direta da antiga galáxia reciclando gás
Os astrónomos encontraram evidências diretas de galáxias antigas que apoiam a formação de estrelas através da reciclagem de gás de estrelas anteriores.
Primeira detecção de ondas de rádio de uma supernova tipo 1a
Uma equipe de astrônomos liderada pela Universidade de Estocolmo descobriu uma supernova incomum do Tipo 1a, ou supernova termonuclear chamada SN 2020eyj . Foi a primeira estrela anã branca confirmada que extraiu material de uma estrela próxima.
Vida solitária para jovens estrelas no centro da Via Láctea
As estrelas que vivem mais próximas do buraco negro supermassivo no centro da Via Láctea não têm companheiras estelares.
Estrela engolindo um planeta inteiro
Pela primeira vez, os astronômos capturaram uma estrela engolindo um planeta inteiro .
Imagem Direta de um Super-Júpiter
Usando Keck, os astrônomos desenvolveram um novo método para encontrar exoplanetas, resultando em uma imagem direta de um gigante gasoso semelhante a Júpiter localizado a 132,8 anos-luz de distância, na constelação de Cygnus.
Primeiro mapa 3D da galáxia Messier 87
Uma equipe de astrônomos liderada pela UC Berkeley mediu pela primeira vez na forma tridimensional de Messier 87 (M87). M87 é uma das maiores e mais próximas galáxias elípticas de nós.
Projetos Atuais do Observatório Keck e Perspectivas Futuras
O Observatório Keck permanece na vanguarda do avanço tecnológico à medida que olhamos para o futuro. Projetos como o Keck Cosmic Reionization Mapper (KCRM) e o Keck Planet Finder irão aprimorar ainda mais as capacidades do observatório. O Keck Planet Finder, em particular, oferece uma perspectiva tentadora de descobrir exoplanetas como a Terra.
O Keck Cosmic Reionization Mapper (KCRM) é um novo instrumento para investigar mistérios pós-Big Bang. Grandiosamente, este período é chamado de Época da Reionização. Abrange quando as primeiras estrelas e galáxias começaram a se formar. Durante esta era, a radiação potente emitida pelos corpos celestes penetrou na densa névoa fria de hidrogênio do universo.
KCRM é uma atualização importante do Keck Cosmic Web Imager (KCWI). Juntos, eles podem capturar imagens em comprimentos de onda de luz visíveis aos humanos. KCWI cobre o lado azul do espectro visível (comprimentos de onda variando de 350 a 560 nanômetros). O KCRM cobre o lado vermelho (comprimentos de onda variando de 560 a 1080 nanômetros). Equipado com um braço azul e um braço vermelho, o instrumento tem capacidade de perscrutar 10 a 12 mil milhões de anos, acompanhando a Época da Reionização. Também é possível capturar imagens da teia cósmica, como vastas cadeias de gás que ligam as galáxias.
Além das primeiras galáxias e da teia cósmica, estes instrumentos podem examinar outros fenômenos, como a matéria escura.
A importância do Observatório Keck para a astrobiologia
O Observatório Keck contribuiu significativamente para a astrobiologia, investigando a origem, evolução e distribuição da vida no universo. Os telescópios gêmeos Keck podem ver mais profundamente no cosmos do que qualquer outra instalação de pesquisa atual. Esta capacidade tornou o Observatório Keck uma ferramenta crítica para astrobiólogos de todo o mundo.
Os dados de Keck informaram vários estudos apoiados pelo Programa de Astrobiologia da NASA. As suas observações foram utilizadas para adquirir imagens diretas de exoplanetas gigantes. Estudou a água em cometas do Sistema Solar, revelou pistas sobre a composição do gelo na superfície da lua de Júpiter, Europa, e participou em muitos outros estudos científicos relevantes para a investigação astrobiológica.
Uma das principais contribuições do Observatório Keck para a astrobiologia é o seu papel na pesquisa de exoplanetas. A descoberta e caracterização de exoplanetas, planetas que orbitam estrelas fora do nosso sistema solar, são fundamentais para a compreensão do potencial de vida em outras partes do universo. Usando o Keck Planet Finder, um espectrógrafo de alta resolução projetado para detectar exoplanetas de baixa massa, os cientistas podem detectar planetas semelhantes à Terra nas zonas habitáveis(ou “Cachinhos Dourados”) de estrelas próximas. Isto fornece uma direção nova e excitante na busca pela vida além do nosso sistema solar.
Impacto Educacional
Além de sua contribuição para a astronomia, o Observatório Keck desempenha um papel fundamental na promoção de uma cultura de avaliação e compreensão da ciência. Por meio de eventos educacionais como Journey Through the Universe e Triple Whammy, oferece experiências práticas para mais de 1.000 alunos do ensino fundamental e médio a cada ano. Além disso, o observatório interage com o público em geral através de sua série mensal de palestras sobre astronomia, eventos Open House e uma comunidade virtual online chamada Keck Nation.
Visitando o Observatório Keck
Ao contrário de muitos observatórios da sua classe, o Observatório Keck abre as suas portas ao público. No entanto, os instrumentos em si não estão abertos ao público. Ainda assim, os visitantes podem dirigir (com um veículo com tração nas 4 rodas) até o cume de Mauna Kea, com quase 14.000 pés de altura, para visitar a galeria do Observatório Keck, aprender sobre pesquisas em andamento e participar de programas de observação de estrelas. Mas fique atento: a altitude elevada e as condições climáticas extremas impedem e um veículo com tração nas quatro rodas. A sede em Waimea oferece atividades em grupo para crianças e exposições educativas, tornando o Observatório Keck um destino emocionante para famílias e entusiastas da astronomia.
Outras variedades de maiores telescópios
O maior telescópio público dos Estados Unidos
O maior telescópio público dos Estados Unidos é o Telescópio Hooker de 100 polegadas localizado no Observatório Mount Wilson, na Califórnia. O Telescópio Hooker, em homenagem a John D. Hooker, que financiou sua construção, foi o maior telescópio do mundo de 1917 a 1949. Foi neste telescópio que Edwin Hubble fez suas descobertas inovadoras que levaram à compreensão da expansão do universo. Hoje, o telescópio está disponível para visualização pública e programas educacionais. Oferece uma oportunidade única para o público observar o cosmos através de um instrumento histórico.
O maior telescópio do mundo
O Gran Telescópio Canarias (GTC), também conhecido como Grande Telescópio das Canárias, localizado nas Ilhas Canárias da Espanha, detém o título de maior telescópio óptico de abertura único do mundo. O GTC, com um diâmetro de espelho primário de 10,4 metros (34,1 pés), faz parte do Observatório Roque de los Muchachos, um dos principais observatórios astronômicos do mundo. O GTC oferece sessões de visualização pública, tornando-o o maior telescópio público do mundo. Observar corpos celestes através do mesmo instrumento usado pelos cientistas visitantes pode fazer descobertas astronômicas significativas.
Maior telescópio terrestre em andamento
O Extremely Large Telescope (ELT), atualmente em construção pelo Observatório Europeu do Sul (ESO), deverá tornar-se o maior telescópio terrestre do mundo. O ELT, localizado no Cerro Armazones, no deserto chileno do Atacama , terá um espelho primário medindo impressionantes 39 metros (128 pés) de diâmetro. Em julho de 2023, a construção do ELT estava aproximadamente 50% concluída . Assim como o Keck, o ELT será equipado com sistemas avançados de óptica adaptativa, permitindo-lhe produzir imagens 16 vezes mais nítidas do que as do Telescópio Espacial Hubble. O ELT permitirá aos astronomos estudar o Universo com um detalhe sem precedentes, desde as propriedades dos exoplanetas até a natureza da matéria escura e da energia escura.
Telescópio Maior Voador
O Observatório Estratosférico de Astronomia Infravermelha (SOFIA) é o maior observatório aéreo do mundo. SOFIA, um projeto da NASA e do Centro Aeroespacial Alemão, é um telescópio de 2,7 metros em um Boeing 747SP modificado. Operando em altitudes acima de 99% do vapor de água atmosférico da Terra, permite observações infravermelhas de eventos celestes, sem interferências atmosféricas. A sua mobilidade permite observações globais, enquanto o aterramento após cada voo facilita atualizações tecnológicas regulares.
Conclusão
O Observatório Keck exemplifica a inovação humana e o espírito de exploração. Sendo o maior telescópio dos EUA, ampliou nossa compreensão cósmica e contribuiu significativamente para a astrobiologia e a investigação de exoplanetas. Ajuda-nos a aproximar-nos da questão central: “Estamos sozinhos no universo?” Através da divulgação educacional, inspira futuros cientistas e astrónomos. Assim, dá as boas-vindas aos astrónomos, estudantes cósmicos e entusiastas da observação de estrelas para se juntarem à exploração do nosso extenso e magnífico universo.
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