Portugal participa no desenvolvimento de instrumento para o maior telescópio do mundo

Fotografia de grupo da revisão de design preliminar do METIS

ESO

Um grupo de cientistas da Ciências ULisboa e da Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto (FEUP), membros do CENTRA - Centro de Astrofísica e Gravitação participa no desenvolvimento do METIS (Mid-infrared ELT Imager and Spectrograph), um poderoso instrumento que vai equipar o maior telescópio do mundo - o Extremely Large Telescope (ELT).

Imagem artística conceptual do ELT
Imagem artística conceptual do ELT
Fonte  ESO/L. Calçada

O desenho completo e preliminar do METIS já está concluído e após esta etapa crítica serão necessários cerca de sete anos para terminar a respetiva construção e instalação no ELT.A revisão de design preliminar do METIS decorreu de 6 a 10 de maio do ano passado, no European Southern Observatory (ESO) em Garching, na Alemanha.

O METIS irá detetar radiação invisível ao olho humano, radiação que se “sente” sob a forma de “calor”. O instrumento irá tirar total partido do espelho primário gigante do ELT para estudar uma enorme quantidade de tópicos científicos, desde objetos do nosso sistema solar até galáxias ativas distantes, com uma precisão revolucionária. A integração e teste dos módulos produzidos em Portugal será realizada no campus da Ciências ULisboa.

“Participar no desenvolvimento do METIS tem sido um gigantesco teste das nossas capacidades de inovação, simulação e construção de instrumentos para a Astrofísica. Coloca-nos na linha da frente como professores, investigadores, engenheiros físicos e estudantes abertos ao mundo do desenvolvimento e da produção industrial, promovendo ainda o nosso acesso a observações realizadas com um instrumento científico de topo que nos transporta para o futuro da Astrofísica”, afirma António Amorim, responsável pela participação portuguesa no METIS, professor do Departamento de Física (DF) da Ciências ULisboa e coordenador do grupo SIM do CENTRA.

A participação portuguesa no desenvolvimento do instrumento tem lugar em vários aspetos. O primeiro é a construção da estrutura mecânica de suporte. O custo total do instrumento METIS ronda os 95 milhões de euros e a sua massa é de cerca de 12 toneladas (equivalente a um autocarro de dois andares). Para Mercedes Filho, gestora do projeto em Portugal no CENTRA e professora do Departamento de Engenharia Física (DEF) da FEUP, “a estrutura de suporte tem requisitos extremos, por um lado deve posicioná-lo com uma estabilidade de 10 milionésimos de uma rotação e 100 milionésimos do metro. Por outro deve resistir a um grande terramoto, mantendo a integridade do instrumento, sendo capaz de suportar uma massa equivalente de 40 toneladas!”.

O desenho do METIS também contou com a participação de estudantes, nomeadamente André Boné, estudante de doutoramento em Engenharia Física na Ciências ULisboa. “Contribuir para o desenvolvimento do instrumento METIS foi a oportunidade de estar ligado a um projeto de vanguarda e multidisciplinar, que me conduziu a uma aprendizagem científica e pessoal de outro modo inalcançável, e ao mesmo tempo me permitiu contribuir para a expansão do conhecimento humano e para o bom nome da ciência e engenharia portuguesa”, refere o jovem cientista.

Desenho de engenharia do instrumento METIS
Desenho de engenharia do instrumento METIS
Fonte ​ESO/METIS Consortium/D. Bettonvil

Já ao nível da Astrofísica muitas descobertas científicas estão a ser preparadas em detalhe dado o elevadíssimo custo e competição pela infraestrutura, como explica Paulo Garcia, investigador do CENTRA e professor do DEF FEUP: “O METIS permitirá um estudo sem precedentes da gravidade na proximidade do buraco negro supermassivo no centro da nossa galáxia. Os avanços estão ligados à sua capacidade de detetar novas estrelas em órbitas mais próximas do buraco negro do que as atualmente conhecidas, como também no estudo do seu movimento”.

Outros investigadores portugueses estão envolvidos na preparação científica desta iniciativa, como é o caso de André Moitinho, investigador no CENTRA e professor do DF Ciências ULisboa; Koraljka Muzic, investigadora no CENTRA; e Alexandre Correia, professor do Departamento de Física da Universidade de Coimbra.

O METIS tem potencial para detetar diretamente exoplanetas terrestres em torno das estrelas mais próximas e permitirá o estudo das estrelas em momentos primordiais, quando têm um milésimo da sua vida total. “É neste primeiro milésimo que se encontram as grandes incógnitas sobre a formação estelar e planetária”, declara André Moitinho. As estrelas nascem em enxames, que têm estrelas com massas que variam das dezenas de vezes a massa do Sol até estrelas com apenas algumas dezenas de massas de Júpiter. “São estas últimas que iremos estudar”, conclui Koraljka Muzic.

O ELT em construção no Chile pelo ESO será o maior telescópio terrestre no ótico e infravermelho quando der início às suas operações, prevista para meados desta década. Com o seu espelho primário de 39 metros de diâmetro e sistemas de ótica adaptativa avançados, o telescópio será capaz de ver detalhes seis vezes mais finos do que o Telescópio Espacial James Webb e 20 vezes mais finos do que o Telescópio Hubble.

ACI Ciências ULisboa com CENTRA
info.ciencias@ciencias.ulisboa.pt

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