Radiotelescópio: como estudamos o Universo aqui da Terra

Antenas do radiotelescópio Allen (Fonte da imagem: SETI Institute)

Quando olhamos para o céu em uma noite estrelada, não fazemos ideia da quantidade de informações que cada objeto celeste transmite a cada minuto. Além da luz captada pelos nossos olhos, pelas lentes de uma câmera ou pelos espelhos de um telescópio, estrelas, planetas, galáxias e os demais elementos do Universo emitem um ruído que pode ser “ouvido” na Terra.

Os sinais de rádio vindo do espaço foram descobertos por acaso nos anos 30, e desde então são estudados ao redor de todo o planeta com o auxílio dos chamados radiotelescópios. O ruído das estrelas foi ouvido e já mudou muito a nossa visão do Universo desde então.

Como surgiu

A chamada radioastronomia teve seu início nos anos 30, com Karl Guthe Janksy. Engenheiro eletrônico e físico, Janksy trabalhava na empresa Bell Telephone Laboratories e investigava a origem do ruído que interferia a emissão de ondas curtas transatlânticas de radiotelefone.

Karl Guthe Janksy (Fonte da imagem: Wikimedia Commons)

Janksy identificou facilmente duas fontes de interferências, que nada mais eram do que tempestades elétricas. A origem do terceiro ruído foi uma verdadeira surpresa, e só foi confirmada depois de um ano inteiro de estudos.

O resultado das pesquisas mostrou que o sinal de estática constante tinha sua origem do céu. Esses foram os primeiros registros de captação de ondas vindas de corpos celestes. Surgiu, então, a radioastronomia, um ramo da Astronomia que estuda as radiações eletromagnéticas emitidas pelos corpos celestes.

Os radiotelescópios

Para captar os sinais emitidos pelas estrelas, galáxias, quasares e outros corpos, é preciso um instrumento que capte comprimentos de onda maiores do que a luz visível. Foi então que o radiotelescópio surgiu. Esse instrumento é, de forma simplificada, uma antena de rádio gigante equipada com um receptor de sinal sensível.

Há centenas de radiotelescópios espalhados ao redor do mundo, com antenas dos mais variados tamanhos. Embora a composição dos aparelhos possa variar bastante, algumas peças são obrigatórias em todos eles, como a antena (óbvio) e o receptor de sinal.

Radiotelescópio Mount Pleasant (Fonte da imagem: Wikimedia Commons)

A maioria dos radiotelescópios possui ainda um gravador, para armazenar o conteúdo recebido para análises posteriores, e alguns trazem também um sintonizador, que permite escolher a frequência na qual os sinais serão captados.

Como funciona a captação

A ideia do radiotelescópio é bem simples. A antena, que possui o formato muito parecido com o das parabólicas encontradas em algumas residências, é responsável pela coleta do sinal e envio do mesmo para o receptor.

Uma vez que o sinal tenha sido enviado para o receptor, ele é amplificado (caso seja muito fraco) e enviado para o gravador, sendo armazenado no disco rígido de um computador e posteriormente analisado.

As ondas emitidas pelos corpos celestes compreendem a luz visível (captada pelos instrumentos ópticos), a luz infravermelha, os raios X, ultravioletas e gama e os sinais de rádio. O que diferencia o último item dos demais é o comprimento da onda.

Galáxia de Andrômeda (M31), capturada pelo radiotelescópio Allen
(Fonte da imagem: SETI Institute)

De acordo com a frequência da onda captada, é possível determinar o tipo de elemento encontrado naquela região do céu para a qual o radiotelescópio está apontando. Dessa forma, é possível determinar os elementos de compõem um objeto ou mesmo captar galáxias, estrelas e quasares muito distantes da Via Láctea.

Os maiores

No Brasil, o principal radiotelescópio está localizado em São Paulo. O Rádio Observatório de Itapetinga (ou ROI) possui uma antena de aproximadamente 14 metros de diâmetro. Há também os instrumentos alocados no Ceará e em Cachoeira Paulista.

O maior radiotelescópio do mundo está na Rússia. O RATAN-600 possui uma antena com pouco mais de 570 metros de diâmetro. Porém, o instrumento mais famoso é o radiotelescópio de Arecibo, que fica na cidade de Arecibo, Porto Rico.

Radiotelescópio Arecibo (Fonte da imagem: Wikimedia Commons)

Com uma antena parabólica de 305 metros de diâmetro, o radiotelescópio foi construído na cratera de um vulcão extinto e é considerado o maior instrumento fixo do gênero. Esse radiotelescópio foi utilizado, em 1974, para transmitir uma mensagem com informações a respeito da Terra para o Universo, na esperança de que uma possível civilização extraterrestre consiga captá-la.

Outro radiotelescópio muito conhecido é o VLA (Very Large Array), localizado em Socorro, no Novo México. Recentemente, o Alma, instalado no Chile, ficou conhecido por detectar uma estrutura espiral ao redor de uma estrela antiga. Esse radiotelescópio possui 66 antenas explorando o Universo.

O Radiotelescópio Allen (também chamado de ATA) é o primeiro instrumento do gênero dedicado exclusivamente ao Projeto SETI (sigla em inglês para Busca por Inteligência Terrestre). Quando finalizado, o projeto contará com mais de 350 antenas apontadas para o céu. O maior financiador do projeto é Paul Allen, cofundador da Microsoft.

Antenas do radiotelescópio Allen (Fonte da imagem: SETI Institute)

Nem tudo é perfeito

Embora a radioastronomia seja uma das grandes responsáveis pelo que sabemos sobre o Universo até o momento, nem tudo é tão bonito quanto parece. A distinção entre duas fontes de emissão muito próximas é uma tarefa difícil devido à baixa resolução dos radiotelescópios. Isso faz com que a imagem fique ilegível.

A melhor forma de resolver esse problema é aumentar o diâmetro das antenas, mas, para atender às exigências atuais, seria necessário um instrumento de dimensões inviáveis. A solução é posicionar diversos radiotelescópios em uma mesma área e captando a mesma frequência de sinal.

Outro grande problema enfrentado na radioastronomia é a interferência. Além de a própria atmosfera causar distorções no sinal em alguns comprimentos de onda, o uso da tecnologia pela população leiga está cada vez maior, o que pode fazer com que as interferências aumentem significativamente com o passar dos anos.

Por que insistir?

Existem inúmeros corpos celestes que só podem ser observados da Terra na faixa das ondas de rádio, pois estão muito distantes para serem captados pelos instrumentos ópticos. Dessa maneira, a melhor forma de estudar o que está além da fronteira da Via Láctea é utilizando radiotelescópios.