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| Image credit: Mark Johnston |
Usando um fenômeno conhecido como lente gravitacional, pode ser possível usar o sol como um telescópio gigantesco para estudar o universo.
Para ter uma ideia de quão poderoso um telescópio baseado no sol poderia ser, considere o Telescópio Espacial James Webb (JWST). Com um espelho de 6,5 metros de diâmetro, o JWST é capaz de alcançar uma resolução de cerca de um décimo de um arco-segundo, o que é aproximadamente 600 vezes melhor que o olho humano. Nessa resolução, o telescópio poderia ver os detalhes de uma moeda colocada a 40 quilômetros de distância ou captar o padrão de uma bola de futebol a 550 quilômetros.
Um telescópio maior precisaria de discos gigantescos ou redes de antenas voando pelo sistema solar, o que exigiria saltos tecnológicos enormes.
Em vez disso, poderíamos usar algo já está disponível, situado bem no centro do sistema solar: o sol.
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| Uma ilustração demonstra como o uso de lentes gravitacionais ao redor do sol pode funcionar. (Image credit: Dani Zemba/Penn State, CC BY-NC-ND 4.0) |
Embora o sol possa não parecer uma lente ou espelho tradicional, ele tem muita massa. E, na teoria da relatividade geral de Einstein, objetos massivos curvam o espaço-tempo ao seu redor. Qualquer luz que passe pela superfície do sol é desviada e, em vez de seguir em linha reta, converge para um ponto focal, junto com toda a luz que passa pelo sol ao mesmo tempo.
Astrônomos já usam esse efeito, chamado de lente gravitacional, para estudar as galáxias mais distantes do universo. Quando a luz dessas galáxias passa perto de um enorme aglomerado de galáxias, a massa desse aglomerado amplifica e aumenta a imagem de fundo, permitindo-nos ver muito mais longe do que normalmente poderíamos.
A "lente gravitacional solar" leva a uma resolução incrivelmente alta. É como se tivéssemos um espelho de telescópio com a largura de todo o sol. Um instrumento posicionado no ponto focal correto seria capaz de aproveitar a distorção gravitacional da gravidade solar para nos permitir observar o universo distante com uma resolução impressionante de 10^-10 arco-segundos. Isso é cerca de um milhão de vezes mais poderoso que o Telescópio do Event Horizon.
Claro, existem desafios com o uso da lente gravitacional solar como um telescópio natural. O ponto focal de toda essa curvatura de luz fica 542 vezes maior que a distância entre a Terra e o Sol. É 11 vezes a distância de Plutão e três vezes a distância alcançada pela espaçonave mais distante da humanidade, a Voyager 1, lançada em 1977.
Portanto, não apenas teríamos que enviar uma espaçonave mais longe do que nunca, mas ela teria que ter combustível suficiente para ficar lá e se movimentar. As imagens criadas pela lente gravitacional solar seriam espalhadas por dezenas de quilômetros de espaço, então a espaçonave teria que escanear todo o campo para construir uma imagem completa em mosaico.
Os planos para aproveitar as lentes solares remontam à década de 1970. Mais recentemente, os astrônomos propuseram o desenvolvimento de uma frota de cubesats pequenos e leves que implantariam velas solares para acelerá-los a 542 UA. Uma vez lá, eles desacelerariam e coordenariam suas manobras, construindo uma imagem e enviando os dados de volta à Terra para processamento.
Embora possa parecer algo extravagante, o conceito não está muito distante da realidade. E o que obteríamos com esse tipo de supertelescópio? Se fosse apontado para Proxima b, o exoplaneta mais próximo conhecido, por exemplo, ele nos daria uma resolução de 1 quilômetro. Considerando que os planos para os sucessores do JWST esperam alcançar a capacidade de imagem de exoplanetas onde o planeta inteiro aparece em apenas alguns pixels, a lente gravitacional solar faz essas ideias parecerem insignificantes; ela seria capaz de entregar um retrato detalhado das características da superfície de qualquer exoplaneta dentro de 100 anos-luz, sem mencionar todas as outras observações astronômicas que poderia realizar.
