O Telescópio Espacial Hubble, lançado em 1990, foi um ponto de viragem revolucionário na investigação espacial. Em órbita, sem ser interrompido pela atmosfera terrestre, este telescópio espacial transmite imagens astronómicas de alta resolução de volta à Terra, dando continuidade efectivamente às conquistas do astrónomo Edwin Hubble, que descobriu a expansão do universo. O Hubble expandiu enormemente a nossa compreensão científica do Universo ao registar em detalhe os processos de formação e extinção de galáxias, fenómenos complexos em torno dos buracos negros e a evolução das estrelas. Este telescópio espacial desempenha um papel importante na exploração contínua de regiões desconhecidas do universo e no despertar da curiosidade científica das pessoas na Terra.
| ▲ CCD especialmente desenvolvido usando feixe de arame usado para imagens UV. Fonte: Wikipédia |
O Telescópio Espacial Hubble é construído em torno de um espelho de alta reflexão de 2,4 metros e um sistema óptico avançado que captura claramente a luz do espaço. Vários instrumentos de medição, câmeras CCD, espectrômetros e vários filtros montados no telescópio analisam o comprimento de onda da luz e suas propriedades para criar imagens e dados de satélite de alta resolução. Esses instrumentos são usados para estudar a composição química das estrelas, as distâncias entre as galáxias e a composição das atmosferas planetárias, e são usados como dados básicos para descobertas astronômicas.
O Telescópio Hubble está equipado com vários instrumentos para realizar vários propósitos de observação, incluindo a Wide Field Planetary Camera 2 (WFPC2), a Near-Infrared Camera and Multi-Object Spectrometer (NICM OS), a Advanced Camera for Surveys (ACS), e o Espectrômetro de Origens Cósmicas (COS).
Entre estes instrumentos, o WFPC2 é o principal instrumento de medição do Telescópio Espacial Hubble e desempenha um papel fundamental na imagem de alta resolução de objetos e fenómenos espaciais. O dispositivo consiste em quatro câmeras de dispositivo de carga acoplada (CCD), cada uma otimizada para uma finalidade específica de monitoramento. Três delas são câmeras de campo amplo, usadas para capturar grandes áreas como galáxias, aglomerados de estrelas e estruturas cósmicas de grande escala. Essas câmeras fornecem um amplo campo de visão, o que é importante para a compreensão da estrutura e das interações em grande escala dos corpos celestes. Por outro lado, a câmara restante, a Câmara Planetária, foi concebida com um campo de visão mais estreito e maior resolução, tornando-a adequada para observar características detalhadas de planetas, estrelas e outros pequenos corpos celestes. O WFPC2 está equipado com um sistema de filtros que pode separar e monitorar a luz de diferentes comprimentos de onda, tornando-o essencial para a análise da composição química e do estado físico dos objetos celestes. Esta configuração avançada do WFPC2, que permite observar a formação e evolução estelar, as interações entre galáxias e vários fenómenos celestes com uma visão mais profunda e ampla, constitui um amplo contributo para a investigação astronómica.
 |
| ▲ Espaço externo ocupado usando WFPC2 (Caldwell 103). Fonte: NASA |
As câmeras CCD usam tecnologia avançada para converter luz em sinais elétricos para formar imagens. Quando a luz atinge a superfície de um chip CCD, cada pixel converte a energia luminosa em elétrons pelo efeito fotoelétrico, e o número de elétrons gerados em cada pixel é proporcional à intensidade da luz. Esses elétrons se movem sequencialmente e são convertidos em sinais analógicos e, finalmente, em dados de imagem digital. As imagens de alta resolução obtidas por meio desse processo permitem a captura detalhada de diversos objetos do universo, como estrelas, planetas e galáxias.
A câmera CCD do WFPC2 é usada com um sistema de filtragem avançado, que permite a passagem seletiva de luz de um comprimento de onda específico. Por exemplo, os filtros vermelho, verde e azul permitem que apenas a luz daquela cor passe e bloqueiem a luz de outras cores. Imagens monocromáticas obtidas por meio dessa filtragem são posteriormente combinadas para formar uma imagem colorida. A imagem obtida através de cada filtro de cor representa a intensidade luminosa daquela cor e, ao sintetizar essa informação, os objetos do universo são reproduzidos em cores próximas às cores naturais.
Além disso, um filtro de polarização foi aplicado ao WFPC2. Este filtro é um filtro que tem a função de detectar o “estado de polarização”, ou seja, o campo elétrico da luz oscilando em uma determinada direção. A luz existe na forma de ondas eletromagnéticas, e o campo elétrico dessas ondas eletromagnéticas pode oscilar em diferentes direções. Em geral, a luz vibra em muitas direções, mas com um filtro polarizador, apenas a luz que vibra em uma determinada direção pode passar ou ser bloqueada. É usado para analisar os padrões característicos que ocorrem quando a luz interage com diferentes materiais. Este filtro desempenha um papel fundamental na imagem de alta resolução de objetos e fenômenos espaciais. O filtro polarizador WFPC2 detecta e analisa luz polarizada resultante de interações com poeira, gás e outras matérias ao redor de objetos celestes. Isto permite aos astrónomos obter informações importantes como o campo magnético dos corpos celestes e a estrutura e composição dos materiais. Em particular, desempenha um papel importante no estudo de regiões de formação estelar, campos magnéticos galácticos e atmosferas planetárias.
 |
| ▲ Imagem de campo amplo da NGC 7635 obtida pelo Telescópio Espacial Hubble. Fonte: Wikipédia |
WFPC2, a Wide Field Camera do Telescópio Espacial Hubble, é o resultado dos efeitos físicos do efeito fotoelétrico e do estado de polarização. O efeito fotoelétrico realiza a intensidade do sinal elétrico que muda dependendo da intensidade da luz através de um semicondutor, e o estado de polarização é realizado por um filtro que separa uma luz específica. Através destas duas técnicas básicas, podemos experimentar visualmente as vistas misteriosas do universo. Em geral o universo que os nossos olhos veem é apenas uma colcha de retalhos de luz estelar brilhando num céu noturno negro mas através de uma câmera de campo amplo como a WFPC2 do Telescópio Espacial Hubble podemos observar diferentes aspectos do universo escondidos na escuridão e escuridão. Luz das estrelas.
Youngdu Lee, Ph.D., Engenharia
[ⓒ 울산저널i. 무단전재-재배포 금지]
Este artigo é patrocinado.
“Pensador. Aspirante a amante do Twitter. Empreendedor. Fã de comida. Comunicador total. Especialista em café. Evangelista da web. Fanático por viagens. Jogador.”