Nota de Imprensa

Primeira luz do instrumento MATISSE montado no Interferómetro do Very Large Telescope do ESO

O instrumento interferométrico mais poderoso de sempre a operar no infravermelho médio

5 de Março de 2018

O novo instrumento MATISSE montado no Interferómetro do Very Large Telescope do ESO (VLTI) acaba de fazer as suas primeiras observações bem sucedidas no Observatório do Paranal, no norte do Chile. O MATISSE é o instrumento interferométrico mais poderoso do mundo a operar no infravermelho médio. Utilizará imagens e espectroscopia de alta resolução para investigar as regiões em torno de estrelas jovens onde se estão a formar planetas, assim como as regiões que circundam buracos negros supermassivos nos centros das galáxias. As primeiras observações do MATISSE fizeram uso dos Telescópios Auxiliares do VLTI, tendo sido examinadas algumas das mais brilhantes estrelas do céu noturno, incluindo Sirius, Rigel e Betelgeuse, e mostraram que o instrumento está a funcionar bem.

O MATISSE (Multi AperTure mid-Infrared SpectroScopic Experiment) observa radiação infravermelha — luz nos comprimentos de onda do espectro electromagnético entre o visível e as microondas, de 3 a 13 micrómetros (µm) [1]. Trata-se de um espectro-interferómetro de segunda geração para o Very Large Telescope do ESO, que tira partido dos telescópios múltiplos e da natureza ondulatória da luz. Deste modo, fornece-nos imagens de objetos celestes mais detalhadas do que as que podem ser obtidas com qualquer telescópio simples que exista ou esteja a ser planeado para estes comprimentos de onda.

Após 12 anos de desenvolvimento levado a cabo por um enorme número de engenheiros e astrónomos em França, Alemanha, Áustria, Holanda e no ESO, e no seguimento de um extenso período de trabalhos de instalação e testes, as observações iniciais com este instrumento muito complexo confirmaram que o MATISSE está a trabalhar dentro das expectativas [2].

As observações iniciais do MATISSE da estrela supergigante vermelha Betelgeuse, que se prevê que expluda sob a forma de supernova dentro de algumas centenas de milhares de anos, mostraram que esta estrela ainda tem segredos por revelar [3]. As novas observações mostram que a estrela aparenta ter diferentes tamanhos a diferentes comprimentos de onda. Tais dados permitirão aos astrónomos estudar de forma mais aprofundada os arredores da enorme estrela e como é que o seu material está a ser libertado para o espaço interestelar.

O investigador principal do MATISSE, Bruno Lopez (Observatoire de la Côte d’Azur (OCA), Nice, França), explica o seu poder único: “Os telescópios simples conseguem atingir uma nitidez de imagem que está limitada pelo tamanho dos seus espelhos. Para obter resoluções ainda maiores, combinamos — ou fazemos interferir — a luz colectada pelos 4 diferentes telescópios do VLT, o que permite ao MATISSE fornecer-nos as imagens mais nítidas algumas vez obtidas por um telescópio no intervalo de comprimentos de onda de 3-13 μm, zona do espectro electromagnético  que irá complementar as futuras observações obtidas a partir do espaço pelo Telescópio Espacial James Webb.”

O MATISSE contribuirá para diversas áreas de investigação fundamental em astronomia, focando-se em particular nas regiões internas dos discos que rodeiam as estrelas jovens, onde se formam os planetas, no estudo de estrelas em diferentes fases da sua vida, e nos arredores de buracos negros supermassivos situados nos centros das galáxias.

Thomas Henning, diretor do Instituto Max Planck de Astronomia (MPIA), em Heidelberg, na Alemanha, e co-investigador principal do MATISSE, comenta: “Ao utilizarmos o MATISSE para observar as regiões internas dos discos protoplanetários, esperamos aprender mais sobre a origem dos vários minerais contidos nestes discos — minerais estes que irão posteriormente formar os núcleos sólidos de planetas como a Terra.”

Walter Jaffe, cientista de projeto e co-investigador principal do instrumento, da Universidade de Leiden, na Holanda, e Gerd Weigelt, também co-investigador principal, do Instituto Max Planck de Rádio Astronomia (MPIfR), em Bona, na Alemanha, acrescentam: “O MATISSE fornecer-nos-á imagens de regiões de formação planetária, estrelas múltiplas e, quando operar com os Telescópios Principais do VLT, poderemos ver também os discos poeirentos que “alimentam” os buracos negros supermassivos. Esperamos também observar detalhes de objetos exóticos do nosso Sistema Solar, tais como vulcões em Io, e as atmosferas de exoplanetas gigantes.”

O MATISSE é um combinador de feixes de quatro direções, o que significa que combina a radiação colectada por até quatro dos Telescópios Principais de 8,2 metros do VLT ou até quatro dos Telescópios Auxiliares que compõem o VLTI, obtendo tanto imagens como espectros. Deste modo, o MATISSE e o VLTI em conjunto possuem o poder colector de um telescópio com até 200 metros de diâmetro, capaz de produzir as imagens mais detalhadas de sempre no infravermelho médio.

Os testes iniciais foram executados com os Telescópios Auxiliares, estando planeadas observações adicionais com os quatro Telescópios Principais do VLT nos próximos meses.

O MATISSE faz a sobreposição da luz de um objeto astronómico a partir da luz combinada de telescópios múltiplos, o que resulta num padrão de interferência que contém informação sobre a aparência do objeto e a partir do qual pode depois ser reconstruída uma imagem.

A primeira luz do MATISSE assinala um enorme passo em frente para os atuais interferómetros ópticos/infravermelhos e permitirá aos astrónomos obter imagens interferométricas com maiores detalhes ao longo dum maior intervalo de comprimentos de onda do que o atualmente possível. O MATISSE complementará ainda os instrumentos planeados para o futuro Extremely Large Telescope do ESO (ELT), em particular o METIS (the Mid-infrared ELT Imager and Spectrograph). O MATISSE observará objetos mais brilhantes que o METIS, mas atingirá maior resolução espacial.

Andreas Glindemann, gestor de projeto do MATISSE no ESO, conclui: “Tornar o MATISSE uma realidade foi o trabalho de muitas pessoas ao longo de muitos anos e é maravilhoso ver o instrumento a trabalhar tão bem. Estamos ansiosos para ver a ciência que aí virá!”

Notas

[1] O MATISSE foi concebido, financiado e construído, em estreita colaboração com o ESO, por um consórcio composto por institutos em França (INSU-CNRS em Paris e OCA em Nice, que acolheram a equipa de investigadores principais), Alemanha (MPIA, MPIfR e Universidade de Kiel), Holanda (NOVA e Universidade de Leiden) e Áustria (Universidade de Viena). O Observatório Konkoly e a Universidade de Colonha deram igualmente algum apoio no fabrico do instrumento.

[2] Com o MATISSE, o último instrumento do complemento de instrumentos de segunda geração para o VLT/VLTI chegou finalmente ao Paranal. Para o VLTI este marco assinala 17 anos — quase ao dia certo — após a obtenção das primeiras franjas de interferência com o VINCI e dois sideróstatos. A primeira geração de instrumentos foi agora substituída pelos PIONIER, GRAVITY e MATISSE, instrumentos que combinam quatro telescópios (UTs ou ATs) e que em conjunto cobrem um grande domínio de comprimentos de onda no infravermelho (de 1,6 a 13 µm). O MATISSE é o primeiro interferómetro a trabalhar no infravermelho médio que pode ser usado para reconstruir imagens.

[3] Betelgeuse foi a primeira estrela a ser resolvida por interferometria por Michelson e Pease em 1920. Foi também usada como uma estrela brilhante de teste por interferómetros percursores a operar no infravermelho médio — incluindo o MIDI no VLTI.

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, e pela Austrália, como parceiro estratégico. 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 Extremely Large Telescope (ELT) de 39 metros, que será “o maior olho do mundo virado para o céu”.

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Este texto é a tradução da Nota de Imprensa do ESO eso1808, 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.