Brasil e Argentina constroem observatório de radioastronomia

Radiotelescópio será instalado nos Andes argentinos a quase 5 mil metros de altitude

São Paulo – Na Astronomia, diferentemente do futebol, não há sinal de rivalidade entre o Brasil e a Argentina. Os dois países estão reunindo esforços para instalar nos próximos anos um radiotelescópio com antena paraboloide de 12 metros de diâmetro nos Andes argentinos, próximo da fronteira com o Chile e a 4.825 metros de altitude.

Previsto para começar a entrar em operação em 2017, o equipamento de observação astronômica faz parte do projeto Llama – sigla em inglês de Long Latin American Millimetric Array e um trocadilho com o nome na língua indígena quíchua do mamífero ruminante encontrado na América do Sul.

O projeto tem apoio da FAPESP, do Ministerio de Ciencia, Tecnología e Innovación Productiva da Argentina e da Universidade de São Paulo (USP), por meio de um convênio entre as instituições que estabelece as condições para a sua execução.

O projeto é coordenado pelo professor Jacques Raymond Daniel Lépine, do Instituto de Astronomia, Geofísica e Ciências Atmosféricas (IAG) da USP e conta com a participação de pesquisadores do Instituto Argentino de Radioastronomía (IAR).

“A FAPESP destinará aproximadamente [o equivalente em reais a] US$ 9,2 milhões para a construção do radiotelescópio e, em contrapartida, o ministério argentino aportará volume semelhante de recursos para a construção do observatório e para a realização de obras de infraestrutura, como adequação do terreno onde o radiotelescópio será instalado”, disse Lépine à Agência FAPESP.

O radiotelescópio será instalado em uma montanha nos Altos de Chorrilos, na província argentina de Salta (a 1.600 quilômetros a noroeste de Buenos Aires). Irá operar em comprimentos de ondas milimétricas e submilimétricas, entre a radiação infravermelha e as ondas de rádio do espectro eletromagnético, em frequências entre 100 e 900 Ghz (gigahertz).

O equipamento permitirá a realização de estudos em praticamente todas as áreas da Astronomia, incluindo a evolução do Universo, buracos negros, a formação de galáxias e estrelas e o meio interestelar.

“Há muitos objetos e regiões astronômicas que podem ser observados nas frequências entre 100 e 1 mil Ghz que não são possíveis de serem vistos nas faixas abaixo de 100 Ghz. No entanto, há diversos radiotelescópios no mundo operando com frequências de rádio abaixo de 100 Ghz, mas poucos nas faixas entre 100 e 1 mil Ghz”, disse Lépine.

Entre esses objetos e regiões astronômicas que poderão ser observados pelo Llama estão nuvens frias de gás e poeira onde se formam novas estrelas e galáxias, como a Via Láctea.

Com temperaturas de apenas alguns graus acima do zero absoluto, essas nuvens frias no meio interestelar formam “cortinas blackout” que tornam escuras e opacas as regiões do Universo onde são formadas as estrelas e galáxias à radiação no espectro visível, captada pelos telescópios ópticos.

Por meio da radiação milimétrica e submilimétrica captada pelo radiotelescópio do Llama será possível atravessar essas nuvens frias de gás e poeira, enxergar o que está por trás delas e observar objetos de brilho cada vez mais baixo, além de explorar detalhes das fontes de radiação, contou Lépine.

“As ondas de rádio nas frequências de radiação milimétrica e submilimétrica são absorvidas pelo vapor d’água da atmosfera. Por isso, os radiotelescópios precisam ser instalados em locais com alta altitude e baixa umidade”, explicou.

Próximo do Alma

O Llama será um dos observatórios astronômicos mais altos do mundo, ao lado do Alma (sigla em inglês de Atacama Large Milimeter/Submilimeter Array), localizado no planalto de Chajnantor a 5 mil metros de altitude, no deserto do Atacama, no Chile, e do Atacama Pathfinder Experiment Telescope (Apex) – o mais alto observatório da Terra, situado a 5.100 metros de altitude, também no planalto de Chajnantor, e precursor do Alma.

O radiotelescópio do Llama estará localizado a 150 quilômetros de distância em linha reta do Alma e também será construído por uma das empresas que forneceu metade das 66 de antenas de rádio de alta precisão – também com 12 metros de diâmetro e operadas nos comprimentos de onda do milímetro e do submilímetro – do observatório chileno, considerado um dos maiores projetos em radioastronomia em andamento no mundo.

As similaridades da antena do Llama com as do observatório chileno – financiado por países membros do Observatório Europeu do Sul (ESO), além dos Estados Unidos, Canadá, Japão e Taiwan – e a proximidade dos dois observatórios possibilitarão que operem em conjunto no modo interferométrico, apontou Lépine.

“As antenas do Alma funcionam como um interferômetro, com todas elas interligadas, operando de forma conjunta. Os sinais captados pelas 66 antenas são reunidos, combinados e dão origem a imagens em alta resolução das regiões observadas, similares às que poderiam ser obtidas com um telescópio com 16 quilômetros de diâmetro”, disse.

Segundo o professor do IAG-USP, o posicionamento da antena do Llama a 150 quilômetros de distância das do Alma permitirá que ela opere como mais uma antena do observatório chileno.

Como estará localizado a uma distância maior em relação às 66 antenas do Alma, o radiotelescópio do Llama poderá produzir imagens do Universo com uma resolução angular de imagem muito maior, estimou Lépine. “Quanto maior o espaçamento entre as antenas, maior é a definição de imagem”, disse.

Inicialmente, contudo, as observações astronômicas do Llama serão realizadas no modo “antena única”. Isso porque a ideia é começar a fazer observações astronômicas mais simples, com uma antena única, mas que podem ser auxiliares às realizadas no modo interferométrico.

“Há muita ciência astronômica que pode ser feita com uma única antena. Ela pode ser utilizada para realizar mapeamentos de regiões do Universo a fim de identificar potenciais alvos a serem observados posteriormente por meio do Alma”, apontou Lépine.

O Llama também poderá contribuir para credenciar os astrônomos brasileiros e argentinos a utilizar o Alma e a competir pelo tempo de observação nos radiotelescópios do observatório chileno em melhores condições.

Como a competição internacional por tempo de observação nos radiotelescópios do Alma é muito alta, os astrônomos postulantes a utilizar o observatório chileno para suas pesquisas precisam ter uma certa experiência em radioastronomia de altas frequências e conhecimento da região do Universo que pretendem observar.

O Llama possibilitará que astrônomos do Brasil e da Argentina ganhem maior experiência com radioastronomia de altas frequências e apresentem propostas de observações mais fundamentadas ao Alma, indicou Lépine.

“Além disso, também poderão observar previamente com o radiotelescópio do Llama regiões do Universo que pretendem explorar com os radiotelescópios do Alma e embasar melhor suas propostas de observação”, apontou.

A primeira chamada de projetos lançada pelo observatório chileno, inaugurado em março de 2013, depois de 15 anos de planejamento e construção, e ao custo de US$ 1,4 bilhão, recebeu mais de mil propostas.

Um dos projetos de pesquisa contemplados foi da professora Zulema Abraham, do IAG-USP, uma dos pesquisadores principais do Projeto Temático apoiado pela FAPESP para a construção do Llama.

“Há interesse dos astrônomos do Alma em colaborar com o Llama, levando-se em conta que, se as antenas dos dois observatórios operarem pelo modo interferométrico, a resolução será muito maior”, estimou Lépine.

Rede latina de radiotelescópios

De acordo com Lépine, a intenção é que o Llama seja a semente para a formação de uma rede latino-americana de radiotelescópios, situados em diferentes lugares e países da região, operando no modo de Interferometria de Longa Linha de Base (VLBI, na sigla em inglês).

O hemisfério Norte tem uma série de redes de radiotelescópios, estabelecidos por países como os Estados Unidos – onde há o Very Large Array (VLA), com 27 antenas de 25 metros de diâmetro interligadas e dispostas em uma extensão máxima de 21 quilômetros – e pela Europa – que opera o European VLBI Network (EVN), com antenas espalhadas pelo continente europeu e na África do Sul. Já o hemisfério Sul ainda não conta com uma rede de radiotelescópios.

Por meio do Alma e de projetos como o Llama, além de outras iniciativas recentes de construção de radiotelescópios na América Latina – como de um equipamento com 30 metros de diâmetro e frequência de 43 Ghz que será instalado na Argentina pela China e de radiotelescópios como o de Itapetinga, em São Paulo, e de outro existente no Peru –, será possível começar a estabelecer uma rede de radiotelescópios para explorar regiões do Universo que são melhor observadas no hemisfério Sul. Entre elas, o centro da Galáxia, que está situado abaixo da Linha do Equador, apontou Lépine.

“Há um grande potencial para estabelecer uma rede de radiotelescópios operando por interferometria na América Latina e há grupos de pesquisadores em radioastronomia que pretendem instalar no futuro novas antenas na região, com distâncias da ordem de centenas de quilômetros, para constituir uma rede”, disse Lépine.

“O Llama pode servir como uma ponte para a integração científica e tecnológica em radioastronomia na América Latina”, avaliou o pesquisador.