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Câmera é preparada para iniciar mapeamento tridimensional do universo

Publicado em 17 julho 2020

Com participação brasileira, projeto de câmera completa instrumentação no Observatório Astrofísico de Javalambre, na Espanha.

A câmera JPCam, instalada no mês de junho deste ano no telescópio de 2,5 metros (m) Javalambre Survey Telescope (JST/T250) do Observatório Astrofísico de Javalambre (OAJ), na Espanha, registrou na noite de 29 de junho sua primeira luz técnica, obtendo com sucesso suas primeiras imagens do céu. Com a instalação dessa câmera, o OAJ passa a contar com toda a sua instrumentação definitiva de primeira geração para levar adiante sua atividade científica nos próximos anos. O projeto da câmera tem participação de pesquisadores do Instituto de Astronomia, Geofísica e Ciências Atmosféricas (IAG) e do Instituto de Física, ambos da USP, além do Observatório Nacional (ON), no Rio de Janeiro.

“Primeira luz técnica” ou “primeira luz de engenharia” representa o momento em que um instrumento astronômico é apontado para o céu e coleta pela primeira vez fótons vindos de estrelas e galáxias. Essa etapa tem como objetivo verificar se o funcionamento técnico essencial do telescópio e do instrumento estão de acordo com as especificações técnicas do projeto.

“As primeiras observações da JPCam foram apontamentos a regiões do céu onde se podem observar dezenas de milhares de estrelas em cada exposição, a fim de verificar a qualidade das imagens e sua homogeneidade em todo o campo”, explica Antonio Marín-Franch, pesquisador do Centro de Estudos de Física dos Cosmos de Aragão (CEFCA), responsável pelo OAJ e gerente de projeto da JPCam. “Tivemos resultados fantásticos, medindo uma qualidade de imagem excelente e homogênea em todo o campo de visão, tal qual esperado.”

O conjunto de instrumentos do projeto Javalambre Physics of the Accelerating Universe Astrophysical Survey (J-PAS) inclui o telescópio JST/T250, a câmera JPCam (Javalambre Panoramic Camera) e os filtros inovadores que permitirão registros em 56 cores do universo. Será o primeiro grande survey (levantamento) astronômico com capacidade de obter dados mais detalhados do espectro óptico dos corpos celestes.

Design e construção

A câmera JPCam é o instrumento científico definitivo do telescópio JST/T250 do OAJ e foi desenvolvida para realizar grandes levantamentos do céu. Ela é a segunda maior câmera astronômica do mundo, com mais de 1,2 gigapixel (bilhões de pixels) divididos em um mosaico de 14 detectores científicos que trabalham em alto vácuo e numa temperatura de 110 graus Celsius (ºC) abaixo de zero. Com mais de uma tonelada e meia de peso, proporciona a obtenção de imagens com alta resolução em todo seu grande campo de visão. Seriam necessários 570 monitores Full HD para visualizar uma imagem da JPCam sem perda de qualidade.

“A nitidez das imagens já nesses primeiros testes atesta a qualidade do trabalho de design e construção da câmera, que teve uma participação central da equipe brasileira”, avalia Raul Abramo, professor do Instituto de Física (IF) da USP e representante da Universidade no Conselho do J-PAS. Ao lado da USP, a participação brasileira também conta com o Observatório Nacional (ON), enquanto o lado espanhol conta, além do CEFCA, com o Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC).

Os parceiros espanhóis foram responsáveis pela construção do Observatório e do telescópio, enquanto a participação brasileira foi essencial para o desenvolvimento e construção da câmera JPCam, assumindo cerca de dois terços dos mais de 10 milhões de euros investidos neste instrumento. “A entrada em operação da JPCam é um marco extraordinário para o J-PAS e possibilita o início de fato deste survey, com sua instrumentação completa”, destaca o astrofísico Laerte Sodré Junior, membro do consórcio e professor do IAG.

Ao lado da astrofísica Claudia Mendes de Oliveira, também professora do IAG, Sodré foi responsável por obter e gerir o financiamento da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (Fapesp) para o projeto. O Ministério da Ciência e Tecnologia (MCT), a Financiadora de Estudos e Projetos (Finep) e a Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro (Faperj) também disponibilizaram os recursos que viabilizaram a participação brasileira em mais um grande projeto astronômico internacional.

Detectores e eletrônica

“O financiamento foi essencial para a realização de todas as etapas ao longo do processo de dez anos entre a concepção inicial e a finalização deste instrumento”, afirma o astrônomo especializado em instrumentação Keith Taylor, que trabalhou na JPCam entre 2010 e 2019 por meio de recursos da Fapesp. O extenso período de desenvolvimento reflete a alta complexidade de se integrar os detectores e a eletrônica da câmera, que ficam distribuídos no grande campo de visão do telescópio JST/T250, equivalente à área de 36 luas cheias. Para Sodré, “este exemplo demonstra o longo tempo de maturação e de trabalho de equipes dedicadas para fazer um projeto como este se transformar em realidade.”

Após o registro da primeira luz, a equipe de engenheiros do CEFCA iniciará uma etapa de testes e ajustes para aprimoramento dos sistemas da câmera e do telescópio, assim como da infraestrutura de gestão e análise de dados, para que a operação científica do J-PAS seja iniciada. “Isso significa que nos próximos meses daremos início a um dos maiores e mais completos mapas 3D do universo, com imenso potencial para novas descobertas”, explicou Abramo. “Trata-se de um momento muito especial para a astronomia brasileira.”

O mapa tridimensional do céu, cobrindo uma área de 8500 graus quadrados visíveis a partir de Javalambre, é a principal missão do J-PAS. A expectativa dos pesquisadores é de que os surveys do J-PAS contribuam de forma significativa em estudos sobre energia escura e a expansão acelerada do universo, além de ajudar a entender a estrutura da Via Láctea e a formação e evolução de outras galáxias. Os dados do J-PAS também poderão ser usados para o estudo sistemático de asteroides no nosso Sistema Solar.