Telescópios, radiotelescópios e detectores de ondas gravitacionais

Recentemente, os astrônomos fizeram conquistas notáveis. Primeiro, eles conseguiram tirar a primeira fotografia direta do mundo de um buraco negro, sobre a qual escrevemos em outra parte desta edição do MT. Um pouco antes, eles capturaram pela primeira vez o exoplaneta HR8799e (1) e sua atmosfera. E tudo graças aos nossos sentidos cósmicos.

Como você sabe, existem muitos tipos de telescópios, diferindo principalmente no que disparam. telescópios ótico eles usam luz visível. raio X detectar objetos na faixa de comprimento de onda menor do que a luz ultravioleta. Telescópios em ação no infravermelho usar comprimentos de onda mais longos do que a luz visível, e ultravioleta - mais curto do que a luz visível. Juntos, eles constituem nossa espécie cósmica.

O boato é chamado rede de radiotelescópios, das quais as maiores antenas têm um diâmetro de até meio quilômetro. Eles trabalham no campo. É graças à rede global de observatórios desse tipo, chamada o nome, que a agora famosa imagem do enorme buraco negro no centro da galáxia Messier 87 foi obtida.

E tocar no nome? Bem, esse sentimento pode ser comparado ao nascente astronomia de ondas gravitacionais. detectores como LIGO finalmente, eles sentem as vibrações do espaço, que estão associadas ao toque.

Das Ilhas Canárias à África do Sul

Embora dez anos tenham se passado, o Gran Telescopio Canarias (GTC) nas Ilhas Canárias ainda possui o maior telescópio de espelho que conhecemos.

O espelho principal consiste em 36 segmentos hexagonais. O observatório também está equipado com vários instrumentos de apoio, como a CanariCam, uma câmera capaz de estudar a luz infravermelha de médio alcance emitida por estrelas e planetas. A CanariCam também tem a capacidade única de exibir a direção da luz polarizada e bloquear a luz brilhante das estrelas, tornando os exoplanetas mais visíveis.

Também lemos frequentemente na mídia sobre descobertas feitas com alguns telescópios. Vingança I e II com espelhos de 10 m cada, localizado no observatório WM Kecka, próximo ao cume do vulcão havaiano Mauna Kea. Telescópios conectados juntos formam Keck interferômetro, sendo um dos maiores do mundo.

A Universidade da Califórnia e o Lawrence Berkeley Laboratory começaram a desenvolver este equipamento em 1977. empresário e filantropo americano Howard B. Keck doou $ 70 milhões necessários para a construção. A escalada Kek-1 começou em 1985.

3. Comparação de tamanho de telescópios terrestres:

1. Very Large Telescope, 2. Extremely Large Telescope, 3. Keck Telescopes (Keck I e Keck II), 4. Thirty Meter Telescope, 5. Canary Large Telescope (Gran Telescopio Canarias), 6º Telescópio Subaru, 7º Grande Telescópio Sul-Africano . , 8º Telescópio de Nova Tecnologia, 9º Telescópio Gigante de Magalhães, 10º Grande Telescópio Sinótico de Pesquisa

A popularidade do observatório cresceu e foram feitas doações adicionais que permitiram a realização do Keck 2. Em 2004, foi usado aqui o primeiro sistema de laser de óptica adaptativa em um grande telescópio, que cria uma mancha estelar artificial útil ao olhar para o céu como guia . para corrigir a distorção atmosférica.

Um dos telescópios ópticos mais famosos Grande Telescópio Sul-Africano (SALT), o maior instrumento óptico terrestre do hemisfério sul, focado em pesquisas espectroscópicas. Seu espelho primário consiste em 91 espelhos hexagonais.

Devido à sua localização, o SALT pode tirar fotos que não estão disponíveis para os observatórios do hemisfério norte. O telescópio é financiado por um grupo de países composto por: Alemanha, Grã-Bretanha, Nova Zelândia, Índia, África do Sul, EUA e ... Polônia.

Outro projeto, conhecido não só na comunidade astronômica, Grande telescópio de lente dupla (Grande Telescópio Binocular, LBT). Ambos os espelhos do telescópio são monolíticos, cada um com um diâmetro de 8,4 m. A área total de espelhos é de 111 m2. Assim, as capacidades do LBT são comparáveis ​​a um telescópio de espelho único com um diâmetro de 11,8 m.

Subaru, um telescópio japonês operando na faixa de luz visível e infravermelho, com a chamada óptica ativa, possui um espelho monolítico com um diâmetro total de 8,3 m (dos quais 8,2 m são usados ​​para observação), que foi feito por soldagem 55, principalmente hexagonais, segmentos. Está equipado com 261 atuadores para compensar qualquer distorção do espelho. Este instrumento está localizado no Observatório Havaiano Mauna Kea.

Seco, transparente e sem gente

é claro A resenha acima é apenas uma introdução a uma viagem à capital da astronomia mundial, que é a região do Deserto do Atacama, no Chile. Foi aqui que foram construídos os maiores e mais poderosos complexos de telescópios do mundo. Eles são favorecidos por condições naturais, como ar extremamente seco, céu claro e baixa população..

Então há, por exemplo, a parte sul Observatório de Gêmeos, composto por dois telescópios ópticos de 8,1 metros localizados em dois lugares diferentes da Terra. Os telescópios gêmeos são projetados e operados por um consórcio que inclui EUA, Reino Unido, Canadá, Chile, Brasil, Argentina e Austrália. Um dos telescópios gêmeo do norte (Gemini North, também conhecido como Telescópio Frederick C. Gillette) foi construído em Mauna Kea. Segundo - casa geminada sul (Gêmeos Sul) - erguido a uma altitude de 2500 m acima do nível do mar, no Monte Cerro Pajon, nos Andes chilenos.

Atualmente é considerado o maior observatório astronômico óptico. Telescópio muito grande (VLT, Very Large or Large, Telescope), de propriedade do Observatório Europeu do Sul (ESO). É um conjunto de quatro telescópios ópticos com óptica adaptativa e ativa, com diâmetro de espelho de 8,2 m cada (2), que são complementados por quatro telescópios ópticos ajustáveis ​​com diâmetro de 1,8 m para estudos interferométricos.

Grandes telescópios são chamados de Antu, Kuyen, Melipal e Yepun, que está associado à mitologia dos índios locais. Além deles, o complexo possui um telescópio VISTA (Visible and Infrared Survey Telescope for Astronomy) com diâmetro de espelho de 4,1 me um VST (VLT Survey Telescope) com diâmetro de espelho de 2,6 m.

VLT está localizado em Observatório do Paranal no morro do Cerro Paranal (2635 m acima do nível do mar), no deserto do Atacama. O topo da colina é um dos lugares mais secos da Terra. Os quatro telescópios principais estão alojados em edifícios com temperatura controlada. Esse design minimiza os efeitos adversos que afetam as condições de observação, como a turbulência do ar no tubo do telescópio, que pode ocorrer devido a mudanças de temperatura e vento. Segundo o ESO, o VLT pode “reconstruir imagens com resolução angular na faixa de milissegundos, equivalente a ver dois faróis de carros na Lua a partir da Terra”.

Os maiores espelhos telescópicos operando na Terra

. Telescópio Grande Canário (GTC): comissionamento - 2002-2008 / diâmetro - 10,4 m / localização - Observatório Roque de los Muchachos, Ilhas Canárias, Espanha

. Telescópio Hobby'ego-Eberly'ego: 1996 / 10 m / Observatório McDonald, Texas, EUA

. Vingança I e II: 1993-1996 / 10 m / Observatório Mauna Kea, Havaí, EUA

. Grande Telescópio Sul-Africano: 2005 / 9,2 m / Observatório Astronômico Sul-Africano, Cabo Norte, RPA

. Grande Telescópio de Lente Dupla: 2004 / 8,4 m / Observatório Internacional Mount Graham, Arizona, EUA

. Telescópio Subaru (JNLT): 1999 / 8,2 m / Observatório Mauna Kea, Havaí, EUA

. Antu, Kueyen, Melipal, Yepun (Very Large Telescope, VLT): 1998-2001 / 8,2 m / Observatório do Paranal, Região de Antofagasta, Chile

. Gêmeos Norte e Sul: 1999-2001 / 8,1 m / Observatório Mauna Kea, Havaí, EUA e Cerro Pachon (CTIO), região de Coquimbo, Chile

. Teleskop MMT (telescópio multi-espelho): 2000 R. / 6,5 m / Observatório Whipple, Arizona, EUA

. Magalhães 1 e 2: 2000-2002 / 6,5m / Observatório Las Campanas, Região do Atacama, Chile

Futuro (um pouco incerto)

A classificação dos maiores telescópios terrestres pode ser completamente revisada em alguns anos. Um edifício de XNUMX metros será construído em Mauna Kea Telescópio de trinta metros (TMT) com um orçamento estimado de US$ 1,4 bilhão (4). Sua abertura planejada (o diâmetro do orifício por onde a luz entra) é nove vezes maior que a superfície de um espelho Keck, e espera-se que produza imagens com resolução doze vezes maior que as colocadas em órbita. telescópio espacial Hubble.

4. Visualização de um telescópio de trinta metros no Havaí.

O Chile está construindo uma Telescópio extremamente grande (Extremely Large Telescope, ELT), com uma abertura de 39 m (5). Quando estiver operacional, será a maior estrutura do seu tipo a operar na região da luz visível do mundo (6) e.

5. Visualização do Telescópio Extremamente Grande

Tanto o TMT quanto o ELT devem ser lançados por volta de 2024, embora isso não seja necessário no caso do primeiro. O projeto TMT está em operação desde os anos 90. As primeiras pás foram enterradas apenas em 2014, e logo o trabalho foi interrompido devido a protestos dos nativos do Havaí contra a instalação de um telescópio em sua montanha sagrada Mauna Kea. Começou o litígio. No ano passado, o mais alto tribunal do Havaí decidiu por uma licença de construção, mas pode continuar?

6. Comparação do tamanho do ELT proposto com o estádio Etihad em Manchester.

O terceiro gigante terrestre planejado é o Telescópio Gigante de Magalhães no Observatório Las Campanas, no Chile. Seu espelho primário será composto por sete segmentos cada um com 8,4 m de diâmetro, dando uma resolução equivalente a um único espelho de 24,5 m de diâmetro (7).

7. Grande Telescópio de Magalhães - visualização

Há alguns anos, esperava-se que a GMT começasse a operar em 2021. Hoje a data foi anunciada em três anos. Os astrônomos dizem que o telescópio será poderoso o suficiente para nos dar uma visão direta dos planetas em outros sistemas estelares, ser capaz de detectar a luz dos primeiros momentos do universo e possivelmente ajudar a responder as maiores questões da cosmologia moderna, incluindo como as galáxias se formam. .matéria escura e energia escura, bem como estrelas após o Big Bang.

Construído no Chile. Grande telescópio de pesquisa sinóptica (LSST, Great Telescope for Synoptic Surveillance Observing) baseia-se na premissa de que grandes espelhos nem sempre são a chave para construir o melhor telescópio. Ele terá um espelho com uma abertura de “apenas” 8,4 m de diâmetro (geralmente ainda bastante grande), mas compensa em alcance e velocidade. Ele foi projetado para escanear todo o céu noturno em vez de focar em alvos individuais - usando a maior câmera digital da Terra para capturar vídeos de lapso de tempo coloridos.

De acordo com a LSST Corporation, que está construindo o telescópio com o Departamento de Energia dos EUA e a National Science Foundation, "o LSST fornecerá mapas tridimensionais sem precedentes da distribuição de massas no universo" que podem lançar luz sobre a misteriosa energia escura que impulsiona a expansão acelerada do espaço. Também permitirá um inventário completo do nosso próprio sistema solar, incluindo asteroides potencialmente perigosos de até 100 m de tamanho. O comissionamento do dispositivo está programado para 2022.

As orelhas são maiores que os olhos

Um dos instrumentos astronômicos terrestres mais reconhecidos do mundo opera desde 1963 perto de Arecibo, Porto Rico. É um radiotelescópio com um diâmetro de antena de 305 m, que é muito maior que o espelho de qualquer telescópio óptico existente ou planejado de quase 40 m. painéis de alumínio.

A estrutura é usada em radioastronomia, pesquisa atmosférica e de radar por várias instituições: Cornell University, SRI International, USRA e a Metropolitan University of Puerto Rico em colaboração com a National Science Foundation. O acesso ao telescópio é concedido a unidades científicas com base em candidaturas analisadas por uma comissão independente. De 1963 a 2016, o radiotelescópio teve a maior antena parabólica do mundo. Somente em 2016 foi maior o radiotelescópio FAST na China.

A forma da cúpula de Arecibo é esférica (não parabólica como a maioria dos radiotelescópios). Isso se deve à maneira como o radiotelescópio é apontado para o sinal - a antena está estacionária, mas o receptor está em movimento. O próprio receptor foi colocado em uma estrutura de 900 toneladas, suspensa a uma altura de 150 m em dezoito cabos, fixados em três suportes de concreto armado. A segunda e terceira tigelas concentram as ondas refletidas na antena. A mobilidade do receptor permite direcionar o radiotelescópio para qualquer ponto do cone de 40 graus ao redor do zênite.

O radiotelescópio de Arecibo tornou possíveis muitas descobertas científicas famosas. Graças a ele:

• Em 7 de abril de 1964, menos de seis meses após o comissionamento, Mercúrio orbitou o Sol não em 88, mas em 59 dias;
• em 1968, a descoberta de pulsos de rádio periódicos (33 ms) da Nebulosa do Caranguejo forneceu a primeira evidência da existência de estrelas de nêutrons;
• em 1974, Russell Alan Hulse e Joseph Hooton Taylor descobriram o primeiro sistema binário de pulsares e com sua ajuda testaram a correção da teoria da relatividade - pela qual receberam mais tarde o Prêmio Nobel de Física;
• em 1990, o astrônomo polonês Aleksander Wolszan mediu os períodos de oscilação do pulsar PSR 1257+12, o que lhe permitiu descobrir os três primeiros planetas extra-solares girando em torno dele;
• Em janeiro de 2008, partículas prebióticas de metamina e cianeto de hidrogênio foram detectadas na galáxia Arp 220 graças a observações de espectroscopia de rádio.

Um dos maiores instrumentos astronômicos terrestres são os sistemas de antenas de rádio. Atacama Large Millimeter/Submillimeter Array (ALMA). Eles estão localizados no planalto Chainantor nos Andes chilenos, a uma altitude de mais de 5 metros. m acima do nível do mar.O observatório está localizado tão alto que os astrônomos que trabalham lá têm que usar máscaras de oxigênio. É composto por 66 radiotelescópios de precisão com 12 e 7 metros de diâmetro.O ALMA faz parte da equipa Event Horizon que recentemente “viu” um buraco negro.

O ALMA opera na faixa de 31,3-950 GHz. Tem sensibilidade e resolução muito mais altas do que os telescópios de comprimento de onda submilimétricos existentes, como o James Clerk Maxwell Telescope ou outras redes de radiotelescópios, como Sensor submilimétrico (SMA) Oraz IRAM Plateau de Bure.

A radiação desse comprimento de onda geralmente vem dos objetos mais frios e distantes do espaço, incluindo nuvens de gás e poeira nas quais novas estrelas nascem e de galáxias distantes na borda do universo observável. O espaço nesses comprimentos de onda ainda não foi totalmente explorado, pois observações valiosas exigem instrumentos localizados em um local que garanta não apenas boas condições climáticas para observações, mas também baixíssima umidade.

8. Visualização de uma série de quilômetros quadrados na Austrália Ocidental.

Uma rede de radiotelescópios com uma área total de 1 km foi planejada há anos² - Matriz de quilômetros quadrados (SKA). Será construído no hemisfério sul, na África do Sul e na Austrália (8), onde as observações da Via Láctea são mais fáceis e onde a interferência eletromagnética é mínima. A expectativa é que sejam mais de 100 mil. antenas de baixa frequência localizadas na Austrália e centenas de antenas na África do Sul. Quando este conjunto estiver concluído, o SKA será o rei dos radiotelescópios, com uma sensibilidade 50 vezes maior do que qualquer radiotelescópio já construído. Tal poder poderia estudar os sinais do universo 12 bilhões de anos atrás! O complexo operará na faixa de frequência de 70 MHz a 10 GHz.

Anthony Schinkel, diretor do consórcio de infraestrutura CSIRO SKA, a agência de pesquisa australiana que administra o lado australiano do projeto, disse à mídia.

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O investimento requer infraestrutura especial, incluindo a localização de 65 mXNUMX. cabos de fibra óptica usados ​​para transmitir dados de antenas para dispositivos de supercomputador SKA.

A previsão é que esteja operacional até 2030. O observatório está sendo construído por um consórcio internacional que inclui Austrália, Grã-Bretanha, Canadá, China, Índia, Itália, Nova Zelândia, Suécia e Holanda, além de Botsuana, Gana, Quênia e Madagascar. , Maurícias, Moçambique, Namíbia e Zâmbia.

No ano passado, em julho, foi adotado pela África do Sul. Rede telescópica de rádio MeerKAT, um conjunto de 64 antenas na região semi-árida do Karoo. Cada antena tem 13,5 metros de diâmetro e, juntas, funcionam como um telescópio gigante, projetado para coletar sinais de rádio do espaço. No futuro, fará parte da já mencionada matriz intercontinental de quilômetros quadrados. Após o lançamento do MeerKAT, os cientistas conectaram um poderoso Telescópio Óptico MeerLITCHpara estudo óptico e rádio simultâneo de fenômenos espaciais.

Paul Groot, da Universidade Radboud, na Holanda, disse à AFP.

O já mencionado radiotelescópio gigante RÁPIDO (9), construído pela China na província de Guizhou, possui um telescópio esférico de XNUMX metros com um diâmetro de tigela aproximadamente igual a trinta campos de futebol. Assim como o radiotelescópio de Arecibo, ele é equipado com uma antena principal fixa e sensores de ondas móveis acima de sua cúpula, para que possa estudar objetos que não estão no zênite - e analisar objetos mais distantes do zênite do que o instrumento de Arecibo.

9. Radiotelescópio RÁPIDO na China

RÁPIDO opera na faixa de 0,7-3 GHz. O objetivo da pesquisa do radiotelescópio é o acúmulo de hidrogênio neutro na Via Láctea e outras galáxias, a detecção de pulsares (tanto em nossa galáxia quanto além), o estudo de moléculas no espaço interestelar, a busca de estrelas variáveis ​​e a busca para a vida extraterrestre (no âmbito da Programa SETI). Espera-se que o FAST seja capaz de detectar transmissões de sinais de civilizações alienígenas a uma distância de mais de 1 metro. anos luz.

Espera-se que o FAST seja lançado até o final de 2019. No entanto, recentemente a China aprovou um plano para construir outro radiotelescópio ainda maior. Está programado para começar a operar em 2023.

Os maiores radiotelescópios terrestres

. Telescópio esférico com XNUMXm de abertura (RÁPIDO): comissionamento - 2019 (plano) / diâmetro da antena parabólica - 500 m / localização - Pingtang, província de Guizhou, China

. Observatório de Arecibo: 1963/305 m / Arecibo, Porto Rico

. Radiotelescópio Zeleny Bank im. Robert S. Beard: 2002 / 100 anos 110 m / Green Bank, West Virginia, EUA

. Radiotelescópio Effelsberg: 1971/100 m / Bad-Münstereifel, Alemanha

. Radiotelescópio Lowell: 1957/76 m / Jodrell Bank Observatory, Macclesfield em Cheshire, Reino Unido

A visão cósmica está enfraquecendo

Recentemente, escrevemos sobre telescópios espaciais em um relatório separado, por ocasião do fim de suas atividades. Telescópio Kepler. Desde então, ocorreram várias falhas que fazem os cientistas, principalmente nos EUA, se preocuparem com seus “olhos no espaço”. Os telescópios espaciais, que começaram sua era em 1990, estão envelhecendo, a menos que não estejam mais fora de serviço ou quebrados. E ele não tem meios nem muita vontade política para substituí-los.

O programa do observatório espacial direto foi estabelecido nos anos 70 e 80 e consistia em quatro grandes missões telescópicas cobrindo todo o espectro de luz no espaço.

Observatório Compton Gama foi usado para capturar as explosões mais poderosas do universo.

Telescópio Espacial Spitzer tem sido usado para procurar radiação infravermelha de exoplanetas e estrelas recém-nascidas.

Observatório de Raios-X Chandra pode explorar a profundidade dos buracos negros e descobriu evidências da existência de matéria escura e energia escura. O destaque do show foi, claro, a luz visível e ultravioleta. telescópio espacial Hubble.

telescópio de Compton ele parou de funcionar em 2000 quando um problema com seu giroscópio, que permitia que o telescópio girasse, aterrava o dispositivo. Spitzer está se afastando lentamente da Terra e termina sua missão quando perde contato com o centro de comando no ano seguinte. Essa perda era esperada, mas as dificuldades z Hubble e Chandra, que apareceram na virada do ano, foram golpes inesperados do destino.

Embora o Chandra tenha retornado à rede alguns dias depois que uma falha em um dos giroscópios forçou o telescópio ao modo de segurança, os problemas do Hubble também foram resolvidos, mas um sinal de alerta foi acionado por muitos cientistas nos EUA. Eles sentiram que esses dispositivos não duravam para sempre, e hoje não há nada no horizonte próximo que possa substituir efetivamente a infraestrutura astronômica espacial.

Projeto emblemático do observatório espacial em andamento da NASA Telescópio Espacial James Webb (JWST)mas o comissionamento desta 10 bilionésima unidade é constantemente atrasado - devido a erros de projeto ou investimento. A NASA anunciou recentemente que o Webb não será lançado até 2021, no mínimo.

Mesmo que finalmente tenha sucesso, o JWST oferece apenas observações infravermelhas. As perspectivas de pesquisa em outras partes do espectro de luz são sombrias, na melhor das hipóteses. Não se sabe o que substituirá o telescópio Hubble.

A NASA também não planeja ter grandes observatórios de raios-X prontos para continuar a missão Chandra. De certa forma, em vez de Compton, apareceu um menor Telescópio Fermino entanto, agora tem dez anos, o que significa que excedeu seu tempo de execução esperado em até cinco anos. Portanto, espera-se que o Hubble permaneça em órbita até pelo menos 2027, e possivelmente ainda mais, até que o JWST esteja finalmente no espaço.

Felizmente, outras agências espaciais nacionais estão trabalhando em programas semelhantes, mas sua implementação também levará algum tempo. A Agência Espacial Europeia está a construir Observatório de Raios-X ATHENAque será lançado na década de 30.

Em 2016, a China anunciou que construiria seu próprio telescópio óptico com um campo de visão XNUMX vezes maior que o do Hubble. No entanto, não se sabe quando. No entanto, no espaço, já temos uma rede de “pequenos e médios exploradores” mais modestos que custam muito menos do que grandes projetos. Um deles foi demitido recentemente Satélite de Exploração de Exoplanetas em Trânsito (TESS)destinado a encontrar mundos desconhecidos.

Quais telescópios serão criados e enviados ao espaço no final, os chamados EUA decidirão. Revisão da década do NASA, previsto para 2020. Ele irá considerar, em particular, a possibilidade de implementar o projeto Grande Infravermelho Óptico Ultravioleta (LUVOIR), com um diâmetro de espelho de 15 m. É considerado uma versão melhorada do telescópio Hubble. Como o Hubble, este instrumento observará o universo nos comprimentos de onda ultravioleta, infravermelho e visível.

Outro projeto em análise Observatório de exoplanetas habitáveis ​​(HabEx). Seu objetivo é observar exoplanetas potencialmente habitáveis ​​em torno de estrelas solares. O HabEx usará uma grande estrela estelar (10) para bloquear a luz das estrelas, permitindo que o telescópio estude exoplanetas com detalhes sem precedentes.

10. Visualização do trabalho do coronógrafo espacial (sombra da estrela)

Possível sucessor do Chandra lince, um telescópio espacial proposto que abrirá espaço "invisível" na faixa de raios-X de alta energia. Por fim, há o desenho Telescópio Espacial Origins é um observatório de infravermelho distante que penetrará nas nuvens de poeira para obter uma visão vívida de estrelas e exoplanetas em regiões de formação estelar.

Eles podem ser considerados a versão da próxima geração. Observatório Espacial Herschel, uma missão europeia que observou o universo em infravermelho por quatro anos e foi concluída em 2013.

Melhorando os Detectores de Ondas Gravitacionais

Os detectores LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory) e os detectores Virgo em abril, após uma pausa, retomaram a caça às ondulações do espaço-tempo, ou seja, ondas gravitacionais.

Nosso senso de toque cósmico provavelmente sentirá as seguintes vibrações novamente.

- disse prof. Christopher Berry, da Northwestern University, EUA.

Até agora, eles mediram dez colisões de buracos negros e uma colisão entre duas estrelas de nêutrons – objetos incrivelmente densos com massa próxima ao Sol, mas não maiores que uma pequena cidade. No entanto, neste momento, simplesmente detectar ondas gravitacionais não é mais o objetivo mais interessante. Hoje, os detectores servem essencialmente ao mesmo propósito que os telescópios, mas em vez de luz eles medem a gravidade.

Em fevereiro deste ano, instituições americanas e britânicas anunciaram que o detector de ondas gravitacionais LIGO será bastante aprimorado no futuro.

A US National Science Foundation contribuirá para o projeto Extended LIGO Plus (ALIGO+) US$ 20,4 milhões, com a UK Research acrescentando outros US$ 13,7 milhões.A Austrália também fornecerá uma contribuição financeira. A extensão será aplicada a ambos os locais onde o LIGO está localizado. Como parte disso, o dispositivo será enriquecido, incluindo uma câmara de vácuo de 300 metros de comprimento que permitirá manipular as propriedades dos lasers usados ​​no detector e reduzir o ruído de fundo.

O LIGO consiste em dois interferômetros em forma de L, um em Hanford, Washington e outro em Livingston, Louisiana. Ambos os interferômetros têm 4 km de comprimento. O LIGO operou de 2002 a 2010, depois fechou para expansão e foi lançado novamente em 2015. Pouco tempo depois, graças a ele, foi feita a famosa descoberta das ondas gravitacionais. Desde então, o observatório passou por pequenas expansões que aumentaram sua sensibilidade em cerca de 50%.

ALIGO+ será uma ferramenta muito mais eficiente do que a configuração usada até agora. Até 2022, espera-se que o detector registre vários eventos gravitacionais por dia devido a melhorias na tecnologia de detecção.

A expansão aumentará não apenas a frequência, mas também a qualidade das observações. Graças à redução de ruído, por exemplo, os cientistas poderão determinar como os buracos negros giravam antes da fusão. No momento, não podemos fazer tais observações. A câmara de vácuo reduzirá a pressão nos espelhos e reduzirá as flutuações de fótons. Além disso, os espelhos receberão um novo revestimento, que deve reduzir o ruído térmico em quatro vezes. Os primeiros trabalhos realizados no âmbito do ALIGO+ deverão ter início por volta de 2023.

11. Comparação de tamanhos de espelhos para telescópios existentes e planejados.

Também está prevista a construção detector de ondas gravitacionais cósmicas LISA Pathfinder. No entanto, este é um futuro mais distante - os primeiros 30 anos.

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As grandes descobertas que estamos fazendo com instrumentos astronômicos cada vez mais poderosos nos encorajam a construir observatórios novos, mais poderosos e mais sensíveis (11). Se não podemos voar para os cantos mais distantes do espaço no momento, pelo menos estamos tentando observá-los o mais próximo possível. Esperamos que nossos sentidos cósmicos nos digam para onde ir quando tivermos as capacidades técnicas para viagens espaciais rápidas e profundas.