764: Maior espelho convexo do mundo pronto para acabamentos finais

Espelho M2 do ELT enviado para França para polimento final

O trabalho relativo à óptica elaborada do Extremely Large Telescope de 39 metros do ESO (ELT) deu um grande passo em frente no seguimento da moldagem, ceramização, recozimento, maquinagem e condicionamento ácido do substrato para o espelho secundário do ELT, o M2. Este espelho de 3 toneladas foi fabricado a partir de um material cerâmico de baixa expansão chamado ZERODUR® pela empresa alemã SCHOTT [1], encontrando-se agora quase na sua forma final. A criação desta obra-prima tecnológica tratou-se de um processo desafiador, necessitando de máquinas CNC de vanguarda para o polimento correto do espelho. Agora, empacotado de forma segura numa caixa de transporte enorme, o espelho quase final está a ser enviado para França para ser finamente polido pela Safran Reosc.

Apesar de ser um espelho secundário, o M2 tem o diâmetro impressionante de 4,25 metros — maior que o espelho primário de muitos telescópios astronómicos que se encontram actualmente em operação. Após os 16 meses de fabrico cuidado na SCHOTT, o M2 irá agora receber os toques finais — mais precisamente, o polimento final — na Safran Reosc. A companhia francesa polirá toda a superfície óptica do espelho com uma precisão de 15 nanómetros, sendo posteriormente aplicada pelo ESO uma camada final de prata reflectora, assim como uma camada protectora muito fina de óxido de silício, o que será feito numa infra-estrutura de revestimento do Observatório do Paranal do ESO, no Chile.

O M2 será o maior espelho secundário alguma vez construído para um telescópio e será também o maior espelho convectivo alguma vez produzido. O fabrico de um tal espelho altamente convexo é bastante complexo — e o resultado constituirá um exemplo verdadeiramente notável de engenharia óptica pioneira. O espelho secundário e o seu sistema de suporte — o qual pesará 12 toneladas — ficarão pendurados de cabeça para baixo por cima do espelho primário de 39 metros do ELT.

Notas

[1] O vidro cerâmico ZERODUR® foi originalmente desenvolvido para telescópios astronómicos nos finais da década de 1960. Este material não apresenta praticamente nenhuma expansão térmica, o que significa que mesmo nos casos de enormes flutuações de temperatura, o material não se expande. Quimicamente, é um material muito resistente, podendo por isso ser polido até atingir um elevado grau de acabamento. A camada reflectora, de alumínio ou prata, é normalmente vaporizada na superfície extremamente polida do espelho pouco antes do telescópio começar as operações. Muitos telescópios conhecidos com espelhos de ZERODUR® têm vindo a operar com sucesso desde há várias décadas, incluindo o Very Large Telescope do ESO, situado no topo do Cerro Paranal no Chile.

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22/01/2019



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371: O Projecto ELT

Palestra pública por Carlos Martins, investigador do Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço e da Universidade de Porto.

O Extremely Large Telescope (ELT) será o maior telescópio do mundo no visível e no infravermelho, com um espelho de cerca de 40 metros de diâmetro, quatro vezes maior que o dos maiores telescópios ópticos da actualidade.

Este projecto científico revolucionário, do Observatório Europeu do Sul (ESO), está neste momento a ser construído no Chile. No final de 2024 começará a produzir imagens 16 vezes mais nítidas do que as do Telescópio Espacial Hubble.

Carlos Martins, que desde 2012 integra a equipa científica do ELT, irá nesta palestra descrever os objectivos científicos deste projecto, entre eles alguns dos grandes enigmas do Universo.

Irá também abordar os desafios tecnológicos e administrativos de um empreendimento desta magnitude, e sublinhará o retorno para a sociedade, em áreas como a medicina e as telecomunicações, do desenvolvimento em tecnologia associado à concepção e construção do ELT.

Esta palestra, aberta ao público, é oferecida pelo encontro ibérico de Cosmologia, IberiCOS 2018, que se realiza de 26 a 28 de Março, em Lisboa. A edição deste ano do encontro é organizada pelo Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço.

Entrada livre

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Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa
Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa
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Concepção artística do ELT. Créditos: ESO/L. Calçada



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317: O VLT do ESO trabalha pela primeira vez como um telescópio de 16 metros

Primeira luz do instrumento ESPRESSO com os quatro Telescópios Principais do VLT

O instrumento ESPRESSO montado no Very Large Telescope do ESO no Chile combinou pela primeira vez a radiação colectada pelos quatro Telescópios Principais de 8,2 metros. Ao combinar deste modo a radiação colectada por estes telescópios, o VLT torna-se o maior telescópio óptico do mundo, em termos de área colectora.

Um dos objectivos do design original do Very Large Telescope do ESO (VLT) era que os seus quatro Telescópios Principais trabalhassem em conjunto para formar um único telescópio gigante. Com a primeira luz do espectrógrafo ESPRESSO, instrumento que utiliza os quatro Telescópios Principais em conjunto, este marco foi agora alcançado [1].

Após um período de preparações intensas por parte do consórcio ESPRESSO (liderado pelo Observatório Astronómico da Universidade de Genebra, na Suíça, com a participação de centros de investigação em Portugal, Itália, Espanha e Suíça) e do pessoal do ESO, o Director Geral do ESO, Xavier Barcons, deu início a esta observação astronómica histórica, ao carregar num botão na sala de controlo.

O cientista do instrumento ESPRESSO no ESO, Gaspare Lo Curto, explica a importância histórica deste evento: “O ESO acaba de concretizar um sonho que data da altura em que o VLT foi concebido, nos anos 1980: combinar a radiação colectada pelos quatro Telescópios Principais colocados no Cerro Paranal para ser usada por um único instrumento!

Quando a radiação colectada pelos quatro telescópios de 8,2 metros é combinada para alimentar um único instrumento, o VLT torna-se o maior telescópio óptico do mundo em termos de área colectora.

Dois dos objectivos científicos do ESPRESSO são a descoberta e caracterização de planetas do tipo terrestre e a procura de variações possíveis das constantes fundamentais da física. Este último objectivo em particular, requer a observação de quasares ténues e distantes, sendo por isso o que beneficiará mais da combinação da luz dos quatro Telescópios Principais do VLT no ESPRESSO. Ambos estes objectivos requerem uma estabilidade ultra elevada do instrumento e uma fonte luminosa de referência extremamente estável.

Devido à complexidade envolvida, a combinação da radiação colectada por todos os Telescópios Principais, à qual se dá o nome de “foco incoerente”, ainda não tinha sido implementada. No entanto, foi construído, desde o início, espaço nos telescópios e na estrutura subterrânea da montanha para este fim [2].

Um sistema de espelhos, prismas e lentes transmite a radiação colectada por cada Telescópio Principal do VLT ao espectrógrafo ESPRESSO colocado a 69 metros de distância. Graças a esta óptica complexa, o ESPRESSO pode colectar a radiação que vem de todos os Telescópios Principais em conjunto, aumentando assim o seu poder colector, ou, alternativamente, receber radiação de qualquer um destes telescópios de forma independente, permitindo deste modo um uso mais flexível do tempo de observação. O ESPRESSO foi especialmente desenvolvido para explorar esta infra-estrutura [3].

A radiação colectada pelos quatro Telescópios Principais é normalmente combinada no Interferómetro do VLT, estudando-se assim com muito detalhe objectos relativamente brilhantes.

O Cientista de Projecto Paolo Molaro comenta: “Este importante marco assinala o culminar do trabalho de uma enorme equipa de cientistas e engenheiros ao longo de muitos anos. É maravilhoso ver o ESPRESSO operar com os quatro Telescópios Principais. Mal posso esperar pelos resultados científicos que aí vêm.

Injectar a radiação combinada dos telescópios num único instrumento dará aos astrónomos acesso a informação nunca antes disponível. Esta nova infra-estrutura, que irá mudar a astronomia dos espectrógrafos de alta resolução, faz uso de conceitos inovadores, tais como calibração de comprimentos de onda auxiliada por um pente de frequências laser, fornecendo precisão e repetitividade sem precedentes, e a capacidade de unir o poder colector dos quatro Telescópios Principais individuais [4].

Ao trabalhar com os quatro Telescópios Principais, o ESPRESSO dá-nos uma pequena amostra do que a próxima geração de telescópios, tais como o Extremely Large Telescope do ESO, tem para nos oferecer, dentro de poucos anos,” conclui o Director Geral do ESO, Xavier Barcons.

Notas

[1] O ESPRESSO — o caçador de planetas de próxima geração — fez as suas primeiras observações a 6 de Dezembro de 2017 com apenas um dos telescópios de 8,2 metros do VLT.

[2] A palavra “incoerente” significa que a radiação colectada pelos 4 telescópios é simplesmente somada, sem se levar em conta a informação de fase que se usa no Interferómetro do VLT.

[3] A nova combinação incoerente da radiação tem um poder colector comparável à de um telescópio com um diâmetro de 16 metros. No entanto, a resolução angular permanece igual à de um único telescópio de 8 metros, contrariamente ao que ocorre no Interferómetro do VLT, onde a resolução aumenta para a de um telescópio (virtual) com um abertura efectiva igual ao máximo da separação entre os telescópios que o constituem.

[4] O “AstroComb”, um sistema de calibração de comprimentos de onda baseado num pente de frequências laser, foi desenvolvido e fabricado pela empresa Menlo Systems GmbH, sediada em Martinsried, na Alemanha.

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 projecto astronómico que existe actualmente. 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 eso1806, 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.

ESO-European Southern Observatory
eso1806pt — Nota de Imprensa Institucional
13 de Fevereiro de 2018


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