O telescópio Euclid revela os tesouros do universo graças à sensibilidade aos infravermelhos

A poeira do Universo encobre muitas das suas belezas, escondendo-as do olho humano. No entanto, a radiação infravermelha emitida por estes magníficos objetos pode facilmente atravessar a poeira, que é opaca no visível mas transparente no infravermelho.

Messier 78
Imagem de infravermelhos da nebulosa Messier 78 observada pelo telescópio Euclid. Crédito: ESA/Euclid/Euclid Consortium/NASA, processamento de imagem por J.-C Cuillandre (CEA Paris-Saclay), G. Anselmi.

A construção de instrumentos sensíveis ao infravermelho, ou seja, capazes de detetar radiações eletromagnéticas na banda imediatamente adjacente ao visível em comprimentos de onda mais longos, constituiu um grande avanço na astronomia.

De facto, um dos maiores obstáculos à observação de muitos tipos de objetos astronómicos e, em geral, de qualquer objeto muito distante, é a poeira.

O tamanho dos grãos de poeira é tal que absorvem a radiação visível. A poeira que se encontra entre nós e um objeto distante é tão grande que absorve completamente a sua luz, tornando-o invisível.

Ao contrário da radiação visível, a radiação infravermelha tem comprimentos de onda superiores ao tamanho dos grãos de poeira, pelo que atravessa a poeira sem ser absorvida.

Se um objeto emite radiação infravermelha, mesmo que esteja longe, continua a ser visível, desde que seja observado no infravermelho.

A missão Euclid

O principal objetivo da missão Euclid é fazer observações que permitam aos cientistas compreender melhor como a matéria visível e escura está distribuída no Universo.

Isto pode ser conseguido através da observação do movimento de milhares de milhões de galáxias, cujo movimento é fortemente influenciado pela distribuição da massa. O movimento das galáxias revela indiretamente a massa, especialmente a massa escura, presente no Universo.

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Impressão artística do telescópio espacial Euclid da ESA. Crédito: ESA

Os pontos fortes do telescópio Euclid não são tanto o tamanho do seu espelho primário, que tem cerca de 1,5 metros, mas os seus detetores, que são sensíveis tanto à radiação visível como à radiação infravermelha, e o seu campo de visão muito grande.

Com uma única imagem, o Euclid pode observar meio grau quadrado do céu, o que corresponde aproximadamente à área ocupada pela lua cheia. Também consegue fotografar uma área tão grande graças a um sistema de 16 detetores (4 x 4 CCD) de 2000 x 2000 pixels cada, montados na câmara de infravermelhos NISP. A câmara VIS visível está equipada com um sistema de 36 detetores (6 x 6 CCD) de 4000 x 4000 pixéis cada.

Para Euclid, para além da ciência primária, como noutras missões, há uma ciência secundária, certamente não menos importante do que a primária. Chama-se secundária apenas porque não é o objetivo principal da missão.

O grande campo de visão e a combinação da sensibilidade no visível e no infravermelho resultam em imagens muito ricas de uma grande variedade de objetos astronómicos, não apenas galáxias.

A sensibilidade das câmaras VIS e NISP permite-nos observar objetos que vão desde milhares de milhões de massas solares até pequenos objetos com uma massa comparável à de Júpiter.

A primeira parte das observações do Euclid foi tornada pública no final de maio.

O telescópio espacial Euclid foi lançado a 1 de julho do ano passado e atingiu a sua órbita final após cerca de 4 semanas de viagem. Atualmente, o telescópio encontra-se na sua órbita final na posição L2, alinhado na direção Sol-Terra, para lá da Terra a uma distância de cerca de 1,5 milhões de quilómetros.

Messier 78
Comparação entre uma imagem no infravermelho (esquerda) e no visível (direita) da mesma nebulosa Messier 78 A poeira, transparente no infravermelho, permite que os objetos no interior da nebulosa sejam visíveis. Crédito: ESA/Euclid/Euclid Consortium/NASA, processamento de imagem por J.-C Cuillandre (CEA Paris-Saclay), G. Anselmi; NOIRLab/NSF/AURA.

Entre as primeiras imagens cientificamente validadas divulgadas pela ESA, a Agência Espacial Europeia responsável pela missão, encontra-se a nebulosa Messier 78.

A nebulosa Messier 78 é uma estrutura constituída por poeira e gás no interior da qual está a ocorrer a formação de estrelas.

As observações de Euclid são absolutamente as primeiras que nos permitiram observar o interior da nebulosa. Revelou estrelas recém-formadas nunca antes vistas e numerosos objetos sub-estelares de carácter planetário.

As duas fotografias acima mostram uma comparação entre a nebulosa Messier 78 recentemente observada na banda do infravermelho pelo Telescópio Espacial Euclid e a mesma nebulosa observada da Terra na banda do visível.

Considere que mais de 300.000 novos objetos, anteriormente invisíveis em imagens de banda visível, foram contados nesta imagem.

A capacidade da radiação infravermelha para atravessar o manto de poeira e emergir para o exterior, tornando visível o que a poeira escondia no interior, é evidente. A imagem visível foi obtida com o telescópio Mayall (espelho primário de 4 metros) no Observatório de Kitt Peak, no Arizona.

A capacidade da radiação infravermelha emitida por estrelas jovens para penetrar através de espessas camadas de poeira é igualmente explorada para observar objetos a distâncias cósmicas que, de outra forma, permaneceriam invisíveis por estarem obscurecidos pela poeira interestelar.