Nota de Imprensa

Primeira luz de futura sonda de buracos negros

Instrumento GRAVITY do VLTI testado com sucesso

13 de Janeiro de 2016

Observar buracos negros é o objetivo principal do instrumento GRAVITY recentemente instalado no Very Large Telescope do ESO no Chile. Durante as primeiras observações, o GRAVITY combinou de forma bem sucedida a radiação estelar obtida pelos quatro Telescópios Auxiliares do VLT. A enorme equipa de astrónomos e engenheiros, liderada pelo Instituto Max Planck de Física Extraterrestre em Garching, que concebeu e construiu o GRAVITY, encontra-se bastante satisfeita com o desempenho do instrumento. Durante os testes iniciais, o GRAVITY fez já algumas descobertas importantes, tratando-se do mais poderoso instrumento instalado até à data no interferómetro do VLT.

O instrumento GRAVITY combina a radiação capturada por vários telescópios para formar um telescópio virtual com um diâmetro que pode ir até aos 200 metros, utilizando uma técnica conhecida por interferometria, a qual permite aos astrónomos detectar muito mais detalhes em imagens de objetos astronómicos do que o que seria possível com um único telescópio.

Desde o verão de 2015 que uma equipa internacional de astrónomos e engenheiros, liderada por Frank Eisenhauer (MPE, Garching, Alemanha), tem estado a instalar o instrumento em túneis especialmente adaptados, situados por baixo do Very Large Telescope no Observatório do Paranal do ESO, no norte do Chile [1]. Esta é a primeira fase do comissionamento do GRAVITY no Interferómetro do Very Large Telescope (VLTI), tendo sido agora atingido um importante marco no programa: o instrumento combinou de forma bem sucedida, e pela primeira vez,  a radiação estelar obtida pelos quatro Telescópios Auxiliares do VLT [2].

“Durante a primeira luz, e pela primeira vez na história da interferometria de linha de base longa da astronomia óptica, o GRAVITY fez exposições de vários minutos, ou seja, cem vezes mais longas do que o que era possível anteriormente,” comentou Frank Eisenhauer. “O GRAVITY abrirá as portas da interferometria óptica a observações de objetos muito mais ténues, levando a sensibilidade e precisão da astronomia de elevada resolução angular a novos limites, muito para além do que existe atualmente.”

No âmbito das primeira observações, a equipa observou cuidadosamente estrelas brilhantes e jovens, no conhecido Enxame do Trapézio, situado no coração da região de formação estelar de Orion. E logo com estes primeiros dados, o GRAVITY fez uma pequena descoberta: uma das componentes deste enxame é uma estrela dupla [3].

A chave do sucesso passou por conseguir estabilizar o telescópio virtual durante tempo suficiente, com o auxílio da luz de uma estrela de referência, de modo a obter uma exposição profunda de um segundo objeto muito mais ténue. Além disso, os astrónomos conseguiram também estabilizar a radiação dos quatro telescópios em simultâneo — algo que nunca tinha sido conseguido anteriormente [3].

O GRAVITY consegue medir as posições de objetos astronómicos com muita precisão e obtém também imagens e espectroscopia interferométricas [4]. Como referência podemos dizer que o instrumento veria objetos do tamanho de edifícios na Lua e localizá-los-ia com uma precisão de alguns centímetros. Imagens com tão elevada resolução têm inúmeras aplicações, mas o enfoque principal no futuro será o estudo do meio que rodeia os buracos negros.

Em particular, o GRAVITY observará o que acontece no campo gravitacional extremamente forte que existe próximo do horizonte de acontecimentos do buraco negro supermassivo que se situa no centro da Via Láctea — daí o nome escolhido para o instrumento. Trata-se de uma região dominada pela teoria da relatividade geral de Einstein. Adicionalmente, este instrumento observará também detalhes ligados à acreção de massa e a jactos — processos que ocorrem tanto em torno de estrelas recém nascidas (objetos estelares jovens) como em regiões que rodeiam os buracos negros supermassivos situados nos centros de outras galáxias. Será também um excelente instrumento para observar os movimentos de estrelas binárias, exoplanetas e discos estelares jovens e fazer imagens da superfície das estrelas.

Até agora, o GRAVITY foi testado com os quatro Telescópios Auxiliares de 1,8 metros. As primeiras observações do GRAVITY com os quatro Telescópios Principais de 8 metros do VLT estão planeadas para a segunda metade de 2016.

O consórcio GRAVITY é liderado pelo Instituto Max Planck de Física Extraterrestre, em Garching, Alemanha. As restantes instituições parceiras são:

• LESIA, Observatoire de Paris, PSL Research University, CNRS, Sorbonne Universités, UPMC Univ. Paris 06, Univ. Paris Diderot, Sorbonne Paris Cité, Meudon, França
• Instituto Max Planck de Astronomia, Heidelberg, Alemanha
• 1. Physikalisches Institut, Universidade de Colónia, Colónia, Alemanha
• IPAG, Université Grenoble Alpes/CNRS, Grenoble, França
• Centro Multidisciplinar de Astrofísica, CENTRA (SIM), Lisboa e Porto, Portugal
• ESO, Garching, Alemanha

Notas

[1] Os túneis do VLTI e o laboratório de combinação dos feixes luminosos estiveram sujeitos a obras de construção recentes de modo a acomodarem o GRAVITY e também a ficarem preparados para receber instrumentos futuros.

[2] Seria mais correto chamar a este passo “primeiras franjas de interferência” já que este marco assinalou a primeira combinação bem sucedida da radiação colectada pelos diferentes telescópios, tal que os feixes luminosos interferiram e formaram-se franjas, que foram gravadas.

[3] A recentemente descoberta estrela dupla é a Theta¹ Orionis F e as observações foram feitas com o auxílio da estrela próxima mais brilhante, Theta¹ Orionis C, que serviu como estrela de referência.

[4] O GRAVITY pretende medir as posições de objetos com escalas da ordem dos 10 microsegundos de arco e obter imagens com uma resolução de 4 milisegundos de arco.

Informações adicionais

O ESO é a mais importante organização europeia intergovernamental para a investigação em astronomia e é de longe o observatório astronómico mais produtivo do mundo. O ESO é  financiado por 16 países: Alemanha, Áustria, Bélgica, Brasil, Dinamarca, Espanha, Finlândia, França, Holanda, Itália, Polónia, Portugal, Reino Unido, República Checa, Suécia e Suíça, assim como pelo Chile, o país de acolhimento. O ESO destaca-se por levar a cabo um programa de trabalhos ambicioso, focado na concepção, construção e operação de observatórios astronómicos terrestres de ponta, que possibilitam aos astrónomos importantes descobertas científicas. O ESO também tem um papel importante na promoção e organização de cooperação na investigação astronómica. O ESO mantém em funcionamento três observatórios de ponta no Chile: La Silla, Paranal e Chajnantor. No Paranal, o ESO opera  o Very Large Telescope, o observatório astronómico óptico mais avançado do mundo e dois telescópios de rastreio. O VISTA, o maior telescópio de rastreio do mundo que trabalha no infravermelho e o VLT Survey Telescope, o maior telescópio concebido exclusivamente para mapear os céus no visível. O ESO é um parceiro principal no ALMA, o maior projeto astronómico que existe atualmente. E no Cerro Armazones, próximo do Paranal, o ESO está a construir o European Extremely Large Telescope (E-ELT) de 39 metros, que será “o maior olho do mundo virado para o céu”.

Links

• Informação sobre o GRAVITY no Instituto Max Planck de Física Extraterrestre
• Fotografias do VLT: http://www.eso.org/public/images/archive/category/paranal/

Contactos

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Este texto é a tradução da Nota de Imprensa do ESO eso1601, cortesia do ESON, uma rede de pessoas nos Países Membros do ESO, que servem como pontos de contacto local com os meios de comunicação social, em ligação com os desenvolvimentos do ESO. A representante do nodo português é Margarida Serote.