Universo hoje investigou a importância de estudar crateras de impacto, superfícies planetárias, exoplanetas, astrobiologia, física solar, cometas, atmosferas planetárias, geofísica planetária, cosmoquímica e meteoritos, e como esses campos científicos contribuem para que os pesquisadores e o público obtenham uma maior visão sobre o nosso lugar em o universo e encontrar vida além da Terra. Aqui, discutiremos o campo da radioastronomia com Dr. Wael Farah, que é pesquisador do Instituto SETI, sobre como a radioastronomia nos ensina sobre a miríade de objetos celestes que povoam nosso universo, juntamente com os benefícios e desafios, como encontrar vida além da Terra e como os futuros alunos podem continuar estudando radioastronomia. Mas o que é radioastronomia e por que é tão importante estudá-la?
“A radioastronomia é um ramo da astrofísica dedicado a estudar o universo em comprimentos de onda de rádio, que representam a forma de energia mais baixa do espectro eletromagnético”, disse o Dr. Universo hoje. “Com origem no final da década de 1930, a radioastronomia transformou a percepção dos astrônomos sobre o cosmos. Antes da descoberta fortuita das emissões de rádio da Via Láctea, os cientistas acreditavam que as emissões de rádio do espaço, atribuídas a estrelas e outros corpos quentes, só poderiam ser produzidas pela lei do “corpo negro” (ou lei de Planck), que previa com precisão que o rádio as emissões devem ser muito fracas e indetectáveis da Terra. No entanto, a descoberta de um processo de emissão inteiramente novo, a radiação síncrotron, forneceu uma lente sem precedentes para ver o cosmos. Isso abriu um novo mundo de descobertas.”
Como o próprio nome indica, radioastronomia usa radiotelescópios para ouvir os sons do universo, e embora a radioastronomia seja frequentemente interpretada como apenas ouvir alienígenas (que é um ramo), a maior parte da radioastronomia consiste em ouvir ondas de rádio de outras fontes celestes, algumas das quais são milhões de anos-luz da Terra, incluindo planetas gigantes gasosos, nuvens de gás, pulsares, o nascimento e morte de estrelas, formação e evolução de galáxias e a radiação cósmica de fundo em micro-ondas.
O tamanho dos radiotelescópios variam entre pequenas antenas caseiras e enormes antenas parabólicas que coletam ondas de rádio do espaço e usam computadores para aumentar (também conhecido como “amplificar”) os sinais de rádio, seguido pelo uso de programas de computador para traduzir o sinal em dados fáceis de entender. Os astrónomos utilizam então estes dados para realizar estudos sobre os objetos celestes acima mencionados, aumentando assim a nossa compreensão do universo. Mas mesmo com toda a ciência sendo realizada e a tecnologia necessária, quais são alguns dos benefícios e desafios do estudo da radioastronomia?
“A radioastronomia é um campo inerentemente interdisciplinar, que cruza ciência, engenharia e computação, que apresenta benefícios e desafios”, disse o Dr. Universo hoje. “Falando em desafios, não faltam! A interferência de radiofrequência (RFI) representa um desafio significativo para os radioastrônomos. Quase todos os dispositivos de comunicação, desde rádios e telefones celulares até satélites e roteadores WiFi, operam dentro da porção de rádio do espectro eletromagnético. Esses dispositivos interferem nos radiotelescópios e podem causar danos substanciais aos equipamentos e dados. Estamos constantemente nos esforçando para modificar nosso hardware e software para nos adaptarmos ou até mesmo mitigarmos esse ambiente cada vez mais prejudicial.”
A radioastronomia é frequentemente descrita como “observação do universo invisível”, e um exemplo é o estudo de campos magnéticos ao redor de planetas, estrelas e até galáxias. Isto é conseguido através da medição do que é conhecido como radiação síncrotron, que são ondas de rádio criadas por campos magnéticos, e foram identificadas em torno de buracos negros, permitindo aos investigadores aprender mais sobre o comportamento e as características do buraco negro, incluindo como digerem estrelas. Dentro do nosso próprio sistema solar, a radioastronomia pode ser usada para estudar os campos magnéticos dos cometas, dos gigantes gasosos, Júpiter e Saturno, e até mesmo do nosso Sol. Isso ocorre porque os radiotelescópios “vêem” o universo de maneira diferente dos telescópios ópticos ou da luz visível. Outros exemplos incluem quasares, que se parecem com estrelas normais, mas podem emitir poderosas rajadas de rádio que os radioastrónomos recolhem para aprender mais sobre eles, incluindo a sua formação e evolução. Mas com todos estes objetos celestes fascinantes para estudar, quais são alguns dos aspectos mais interessantes da radioastronomia que o Dr. Farah estudou durante a sua carreira?
“Um dos meus interesses de pesquisa é o estudo de Fast Radio Bursts (ou FRBs, em resumo)”, disse o Dr. Universo hoje. “FRBs são rajadas de ondas de rádio breves, mas incrivelmente intensas, aparentemente originadas de fontes do outro lado do universo. Apesar da sua natureza enigmática, as nossas principais teorias sugerem que as FRBs podem estar ligadas a estrelas de neutrões altamente magnetizadas, conhecidas como magnetares. Os FRBs mantêm a marca do meio pelo qual viajam, oferecendo uma janela única para o universo. Também estou interessado na Busca por Inteligência Extraterrestre (ou SETI). A radioastronomia é um caminho promissor para descobrir vida além do nosso planeta, buscando abordar uma das questões mais profundas e duradouras da humanidade: ‘estamos sozinhos no universo?’.”
Dr. Farah tem falado frequentemente sobre o Matriz de telescópios Allen (ATA) no norte da Califórnia, cuja missão é continuar a pesquisa do SETI e oferece aos pesquisadores a oportunidade de procurar nos céus sinais de rádio de outras civilizações inteligentes, sete dias por semana. O ATA foi fortemente financiado pela Paul G. Allen Family Foundation, que dá nome ao conjunto, e iniciou suas operações em 2007.
Um dos radiotelescópios mais famosos do mundo foi o Observatório de Arecibo em Porto Rico, que ostentava uma enorme antena medindo 305 metros (1000 pés) de diâmetro e contribuiu para a radioastronomia, a astronomia de radar e a Busca por inteligência extraterrestre (SETI) durante seu serviço entre 1963 e 2020. Infelizmente, Arecibo encontrou falhas de financiamento no início dos anos 2000, quando a NASA colocou ênfase em radiotelescópios mais novos, e o disco sofreu danos durante o furacão Maria em 2017. Em dezembro de 2020, os cabos de suporte que içavam a plataforma do instrumento quebraram, fazendo com que a plataforma colidisse com a antena parabólica. . Depois disso, a National Science Foundation (NSF) anunciou planos para não reconstruir o local, mas sim instalar uma instalação educacional no local.
O Observatório de Arecibo foi destaque no filme Contato, que Jodie Foster estava usando para ouvir sinais de extraterrestres. Embora apresentado apenas no início do filme, destacou a importância do papel de Arecibo na condução de pesquisas científicas vitais para nos ajudar a compreender melhor o nosso lugar no universo. O observatório de rádio que serviu de local para Jodie Foster identificar o sinal de rádio de Vega ocorreu no Karl G. Jansky Very Large Array (VLA) em Socorro, Novo México, que é atualmente operado pelo Observatório Nacional de Radioastronomia (NRAO) com financiamento da NSF e é sendo usado ativamente para pesquisas SETI. Portanto, o que a radioastronomia pode nos ensinar sobre como encontrar vida fora da Terra?
“As assinaturas tecnológicas, que são indicadores de tecnologia não antropogênica, servem como um substituto para a detecção de civilizações extraterrestres inteligentes”, disse o Dr. Universo Hoje. “Como uma civilização emergente, os humanos utilizaram ondas de rádio para vários fins, como serviços de comunicação, radar e detecção. Portanto, é razoável supor que uma civilização extraterrestre também desenvolveria e utilizaria tecnologia de rádio, e talvez até transmitiria a sua existência através da galáxia. Ao contrário de outras formas de luz que poderiam transportar evidências de vida para além do nosso sistema solar, as ondas de rádio podem propagar-se sem serem obscurecidas por gás e poeira interestelar, tornando-as facilmente detectáveis através de vastas distâncias.”
Há atualmente mais de 100 radiotelescópios operacionais em todo o mundo e em todos os sete continentes, com alguns radiotelescópios espaciais também. Estes incluem o VLA acima mencionado, mas também inclui o Telescópio Esférico de Abertura de Quinhentos Metros (FAST) na China, que ultrapassou Arecibo como o maior radiotelescópio de abertura preenchida do mundo, que realiza estudos sobre pulsares, moléculas interestelares e pesquisas SETI. Dada a miríade de ciência e objetos celestes que a radioastronomia estuda, o sucesso requer a colaboração constante de cientistas de todo o mundo e igualmente de uma miríade de origens, incluindo astronomia, física, astrofísica, química, ciência da computação, engenharia elétrica, geologia e geofísica. Portanto, que conselho o Dr. Farah oferece aos futuros alunos que desejam estudar radioastronomia?
“A radioastronomia está profundamente enraizada na física, na matemática e na ciência da computação”, diz o Dr. Universo hoje. “Ter um conhecimento sólido desses assuntos, pois eles formam a base de muitos conceitos da radioastronomia, pode ser extremamente útil no estudo da área. Eu também encorajaria os futuros alunos a tentarem ganhar experiência em pesquisa, buscando oportunidades de participar de projetos de pesquisa, estágios ou projetos de verão. Os observatórios de rádio geralmente oferecem cargos como operadores de telescópios, que podem ser igualmente gratificantes e gratificantes. Alcançar mentores em potencial para projetos que possam ser intrigantes também é muito importante; às vezes, um e-mail curto, mas conciso, que demonstre paixão e interesse pode ajudar muito! A radioastronomia é um campo fascinante, você nunca pode errar!”
À medida que a tecnologia continua a ajudar a avançar o nosso conhecimento do universo, a radioastronomia estará na vanguarda da obtenção desse conhecimento, e possivelmente até será responsável pela recepção de um sinal de rádio de uma civilização extraterrestre de algum lugar do cosmos. Este campo incrível permitiu que milhares de cientistas de todo o mundo obtivessem novos conhecimentos sobre buracos negros, galáxias, quasares e até mesmo sobre o nosso Sol e os planetas do nosso sistema solar. Dados os mais de 100 radiotelescópios ativos em todos os sete continentes, o futuro é brilhante para a radioastronomia e para a ciência de ponta que ela pode alcançar.
“Apesar de ser um campo relativamente jovem, a radioastronomia já fez contribuições significativas para a astronomia e a ciência, avançando enormemente a nossa compreensão do universo”, disse o Dr. Universo hoje. “Este impacto foi reconhecido nos mais altos níveis. O Prêmio Nobel de Física foi concedido em 1974 pelas técnicas pioneiras em radioastrofísica e pela descoberta de pulsares. Em 1978, o Prêmio Nobel de Física foi concedido pela descoberta da radiação cósmica de fundo e pelas evidências que apoiam a teoria do Big Bang. Além disso, em 1993, outro Prémio Nobel de Física foi atribuído pela descoberta de sistemas pulsares binários, que permitiram novos métodos para estudar a gravitação. À medida que grandes descobertas continuam a acontecer, antecipo a possibilidade de mais alguns Prémios Nobel nos próximos anos. Isso ressalta a riqueza científica do campo.”
Como a radioastronomia nos ajudará a compreender melhor o nosso lugar no universo nos próximos anos e décadas? Só o tempo dirá, e é por isso que fazemos ciência!
Como sempre, continue fazendo ciência e olhando para cima!
Fonte: InfoMoney
