A energia escura é um dos “cálices sagrados” da ciência desde a descoberta, em 1998, que a expansão do universo está acelerando. Apesar dos investimentos na área, apenas recentemente foi confirmada a existência da energia escura, embora sua natureza ainda permaneça um mistério.
Com a notável exceção dos projetos que estão em andamento no Grande Colisor de Hádrons (LHC, na sigla em inglês), todos os projetos de investigação da energia escura envolvem observação cosmológica, e podem ser divididos em dois grandes grupos: as observações executadas em terra e as executadas no espaço.
A detecção da energia escura é feita a partir da busca pelos seus efeitos, ou seja, áreas onde há menos matéria são áreas onde a energia escura atua com mais força, e vice-versa. Mapeando a presença de matéria, mapeia-se também a energia escura, ou seus efeitos.
A detecção da energia escura é feita a partir da busca pelos seus efeitos, ou seja, áreas onde há menos matéria são áreas onde a energia escura atua com mais força, e vice-versa. Mapeando a presença de matéria, mapeia-se também a energia escura, ou seus efeitos.
Parte das observações tenta medir os “grumos” de matéria gerados pelas ondas de pressão que percorriam o universo quando ele era mais denso: são as medições das oscilações acústicas bariônicas, ou BAO (acústicas por que ondas de pressão são ondas sonoras, mesmo que sua frequência não esteja na faixa que o ser humano consegue ouvir).
Outra parte das observações tem o objetivo de mapear as galáxias e quasares, suas posições e seus redshifts, para verificar onde a energia escura tem atuado com mais intensidade. Uma variação desta técnica é o mapeamento da matéria no universo usando as microlentes gravitacionais. Como o espaço-tempo é distorcido pela presença de matéria (escura ou bariônica), encontrar distorções causados por microlentes gravitacionais é encontrar concentrações de matéria, e o mapeamento das distorções é um mapeamento indireto de matéria.
Confira aqui 9 projetos de custos milionários que pretendem desvendar os mistérios da energia escura:
1 – BOSS: BARYON OSCILLATION SPECTROSCOPIC SURVEY
O BOSS (US$ 47 milhões, cerca de R$ 94,88 milhões), Pesquisa Espectroscópica de Oscilação de Bárions em português, é um consórcio de astrônomos que está usando o telescópio de 2,5 metros do Sloan Digital Sky Survey, em Apache Point, Novo México (EUA), para medir a marca deixada pelas ondas sonoras do Big Bang a distâncias de até 10 bilhões de anos-luz.
O BOSS liberou seu nono pacote de dados em 8 de agosto de 2012, contendo análises que cobrem 14.555 graus quadrados do céu: 932.891.133 objetos, o espectro de 1.457.002 galáxias, de 228.468 quasares e 668.054 estrelas.
2 – BIGBOSS
O BigBOSS (US$ 71 milhões, cerca de R$ 142 milhões), é uma colaboração entre oObservatório Nacional de Astronomia Óptica (NOAO) e o centro de pesquisa e desenvolvimento para astronomia baseada em terra da Fundação Nacional de Ciência (NSF) que vai usar o telescópio de 4 metros Mayall do NOAO, em Kitt Peak, Arizona, EUA, durante 500 noites (cerca de 5 anos, considerando a média de noites nubladas na região) para observar cerca de 50 milhões de objetos e mapear com precisão a posição de cerca de 20 milhões de galáxias e quasares, registrando objetos que estão a até 10 bilhões de anos em direção ao Big Bang.
O mapeamento do BigBOSS deve produzir um volume de dados pelo menos 10 vezes maior que o do projeto BOSS.
3 – DES: DARK ENERGY SURVEY
O DES (US$ 50 milhões, cerca de R$ 100 milhões), “o Levantamento da Energia Escura”,usa uma câmera de 570 megapixel, a DecCAM, além de outros instrumentos no telescópio Blanco de quatro metros na América do Sul para medir a distância de galáxias remotas e usar lentes gravitacionais fracas para sondar a história da expansão do universo.
A DecCAM foi usada pela primeira vez no dia 12 de setembro de 2012, e produziu sua primeira imagem, ou “primeira luz”, da NGC 1365.
Participam do consórcio DES mais de 120 cientistas de 23 instituições nos Estados Unidos, Espanha, Reino Unido, Brasil (Observatório Nacional, Centro Brasileiro de Pesquisas Fisicas e Universidade Federal do Rio Grande do Sul) e Alemanha.
4 – WFIRST: WIDE-FIELD INFRARED SURVEY TELESCOPE
O WFIRST (US$ 1,6 bilhões, cerca de R$ 3,2 bilhões), “Telescópio de Investigação Infravermelho Multi-campo”, é um projeto proposto para estudar a energia escura e a nossa galáxia, e para procurar planetas.
É o “herdeiro” da missão JDEM – Joint Dark Energy Mission, e tem por objetivo a pesquisa de exoplanetas; a investigação da energia escura usando três técnicas: a oscilação acústica bariônica, o registro de supernovas tipo Ia, e a medição da massa do universo pela localização de lentes gravitacionais fracas; a investigação de grandes regiões no infravermelho; e oferecer um programa de observador convidado, no qual um convidado poderá utilizar as facilidades do WFIRST para outras investigações.
O JDEM, “Missão Conjunta de Energia Escura” era uma colaboração entre a NASA e o Departamento de Energia para criar um satélite para sondar a energia escura do espaço.
5 – LSST: LARGE SYNOPTIC SURVEY TELESCOPE
O LSST (US$ 620 milhões, cerca de R$ 1,24 bilhões), “Grande Telescópio de Pesquisa Sinóptica”, programado para ver sua “primeira luz” em 2014, tem 8,4 metros e vai fotografar o céu inteiro a cada três noites. Estas imagens e outros dados vão revelar supernovas e desenhar a distribuição das galáxias no últimos bilhões de anos.
Com sua abertura larga, o telescópio de campo grande e a câmera de 3,2 Gigapixels vão registrar objetos tênues no céu, em um escaneamento rápido, analisando os que sofrem alteração ou se movimentam, e que poderiam ser supernovas ou perigosos asteroides próximos à Terra (de no mínimo 100 metros de diâmetro), além de catalogar bilhões de galáxias remotas, fornecendo meios de investigar a energia e matéria escuras através de mapas 3D.
O LSST deve registrar o mais detalhado mapa do céu do hemisfério sul, com suas alterações ao longo do ano.
6 – EUCLID
O Euclid será um satélite europeu que vai usar lentes gravitacionais fracas e oscilações acústicas bariônicas para levantar a distribuição da matéria escura, o que vai ajudar a determinar a natureza da energia escura. Os cientistas da missão também esperam expandi-la para medir a distância de supernovas. Se for aprovada, a missão será lançada depois de 2017.
O Euclid deverá examinar o céu a partir de um ponto lagrangeano no sistema Terra-Sol, L2, em uma órbita tipo halo, e deve registrar galáxias e aglomerados de galáxias. O diâmetro do telescópio deverá ser de 1,2 metros, e ele deverá operar por 6 anos.
O ponto lagrangeano L2 fica aproximadamente a 1,5 milhões de quilômetros além da Terra, na mesma linha que une a Terra e o sol (o mesmo local em que deverá ficar o telescópio espacial James Webb). Em outras palavras, provavelmente não haverão missões de conserto ou reabastecimento.
7 – HETDEX: HOBBY-EBERLY TELESCOPE DARK ENERGY EXPERIMENT
O HETDEX (US $24 milhões, cerca de R$ 48 milhões), “Experimento de Energia Escura do Telescópio Hobby-Eberly”, vai usar o telescópio Hobby-Eberly, no Observatório McDonald, e um conjunto de espetrografias para criar um mapa tridimensional de um milhão de galáxias a fim de estudar as oscilações acústicas bariônicas dos primeiros 400.000 anos do universo.
Durante três anos de observações, o HETDEX deverá coletar dados de pelo menos um milhão de galáxias que estão entre 9 a 11 bilhões de anos-luz de distância, gerando um dos maiores mapas 3D do universo. O mapa permitirá aos astrônomos medirem a taxa de expansão do universo em diferentes eras de sua história.
8 – SKA: SQUARE KILOMETER ARRAY
O SKA (€ 1,5 bilhão, cerca de R$ 3,95 bilhões), “Conjunto de Um Quilômetro Quadrado”, é um telescópio composto que vai investigar a energia escura mapeando o hidrogênio primordial, aquele que é visto na faixa de micro-ondas de 21 cm.
O SKA será construído em duas fases. Na primeira fase, serão instalados 190 antenas parabólicas que vão gerar um pixel cada uma na África do Sul, mais 60 antenas parabólicas e 36 antenas ASKAP na Austrália, e 50 estações de grupos de 10.0000 antenas cada uma na Austrália.
Na segunda fase, o grupo de discos será expandido para cerca de 3.000 discos com uma separação máxima de 3.000 km na parte setentrional da África, as 50 estações da Austrália serão estendidas para 250 estações, e um novo componente de 250 estações de grupos de antenas de frequência média serão instaladas na África do Sul.
Este projeto pretende montar o maior radiotelescópio do mundo, sendo 50 vezes mais sensíveis e 10.000 vezes mais rápido que os melhores radiotelescópios atuais. As principais pesquisas pretendem dar respostas a questões sobre o universo, incluindo como as primeiras estrelas e galáxias se formaram após o Big Bang, como ocorreu a evolução das galáxias desde então, o papel que o magnetismo desempenha no cosmos, a natureza da gravidade, e se existe vida além da Terra.
9 – J-PAS: JAVALAMBRE PHYSICS OF THE ACCELERATING UNIVERSE ASTROPHYSICAL SURVEY
O J-PAS (US$ 10 milhões, cerca de R$ 20 milhões), “Levantamento Astronômico de Javalambre sobre a Física da Aceleração do Universo”, uma colaboração entre Brasil e Espanha, recebeu a atenção da mídia recentemente ao propor um projeto de baixo custo para gerar mapas tridimensionais do universo, indicando com alta precisão a localização de galáxias, quasares e outros objetos.
Ele consiste de um telescópio com espelho de 2,5 metros, combinado com uma câmera de 1,2 Giga-pixel, que vai produzir imagens de alta resolução de mais de 1/5 do céu durante 5 a 6 anos, fotografando a mesma área 56 vezes, cada uma com um filtro diferente cobrindo toda a região visível do espectro eletromagnético. O resultado será um mapa 3D do universo.
O Observatório Astronômico de Javalambre está em fase avançada de construção. O complexo está quase completo, com sala de controle, túneis, dormitórios e telescópios de apoio. Faltam o telescópio T250, que está sendo montado na Bélgica, e a câmera J-PCAM, que foi projetada e está sendo construída parcialmente no Brasil – principal contribuição do país para o projeto. É uma das esperanças do Brasil para um Nobel de Física.
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