Telescópio Espacial Hubble: 34 Anos Revelando os Mistérios do Universo

Na próxima quarta-feira, dia 24 de abril, comemora-se o aniversário de lançamento do Telescópio Espacial Hubble. Completando 34 anos, o Telescópio Hubble foi um instrumento revolucionário para a compreensão acerca do universo, tendo sido responsável pelo fornecimento de imagens inéditas e dados extremamente importantes para o desenvolvimento dos estudos nas áreas da astronomia e astrofísica. 

No decorrer dessas mais de três décadas, o telescópio permitiu a observação de estruturas do universo até então desconhecidas, e se mantém operacional ainda nos dias atuais, registrando diversos fenômenos espaciais fundamentais para a constituição de um modelo cosmológico, hoje considerado padrão.

Segundo o astrofísico do Observatório Nacional, Dr. Eduardo Telles, o telescópio orbita a aproximadamente 600 quilômetros da Terra, e desde o seu lançamento em 24 de abril de 1990 passou por quatro manutenções que viabilizaram diversas atualizações de sua tecnologia, permitindo, assim, a captura cada vez mais refinada de novas informações sobre o universo.

Telescópio Espacial Hubble fotografado a partir da Discovery em 1997. Fonte: Nasa

Além das motivações circunstanciais do período em que o telescópio estava sendo idealizado, a razão científica para a criação e lançamento do Hubble consistiu, de acordo com o Dr. Eduardo, na identificação das Cefeidas, estrelas pulsantes que possibilitam a medição das distâncias no universo. 

O lançamento do Telescópio Espacial Hubble em 1990 foi o resultado de um longo histórico marcado por avanços científicos, cooperação internacional e a busca pela compreensão dos segredos do universo.

A ideia de ter-se um telescópio no espaço e acima da atmosfera terrestre foi lançada já na década de 1950 por um astrofísico americano Lyman Spitzer.  Na mesma época da chegada do homem à Lua o projeto foi aprovado e estudos de sua construção avançaram. 

No início dos anos 70, já haviam sido definidas as especificações demandadas pelos cientistas dentro dos limites do orçamento dos programas espaciais da NASA. Definiu-se que seria um telescópio de 94 polegadas (2,40m) que deveria suportar vários instrumentos, para observações do ultravioleta ao infravermelho próximo, e ter uma qualidade de imagem de 0,05 segundo de arco (10 vezes maior que um bom sítio astronômico na Terra). 

O projeto Hubble ganhou impulso com a colaboração internacional entre Estados Unidos, a Agência Espacial Europeia e o Canadá. 

Imagem: Reprodução/ESA/Hubble/NASA/W. Blair

No início dos anos 80, o telescópio foi nomeado Hubble Space Telescope em homenagem ao astrônomo Edwin Hubble que mostrou que outras galáxias existem além da nossa Via Láctea e que todas se afastam de nós como uma velocidade proporcional a sua distância. Essa teoria implica que o universo está em expansão, e que retrocedendo no tempo, o universo teve uma origem, hoje conhecido como o modelo do Big Bang.

Em 1985, o Hubble está pronto para ser lançado, mas o lançamento é adiado após o acidente do ônibus espacial Challenger, que ocorreu em 28 de janeiro de 1986, no litoral de Cabo Canaveral. O ônibus espacial Challenger se desintegrou 73 segundos depois do início da missão, matando seus sete tripulantes.

Finalmente, no dia 24 de abril de 1990 o Hubble foi colocado em órbita de 600 km.

O telescópio no espaço, acima da atmosfera terrestre, permite que as observações evitem o efeito distorcido da luz ao atravessar a atmosfera, resultando em imagens mais nítidas, e também em faixas do espectro que não alcançam o solo, por serem absorvidas pela atmosfera, como o ultravioleta e infravermelho. 

As imagens mais nítidas também permitem observações de objetos mais fracos, como por exemplo galáxias mais distantes no universo.

Inicialmente, no entanto, as primeiras imagens obtidas não foram o que os astrônomos esperavam, pois havia um defeito no espelho primário do telescópio.  Essa “aberração esférica” impedia que o telescópio criasse uma imagem focada, ou seja as imagens ficavam “borradas”.

Esse problema foi resolvido 1993, com a 1ª missão de serviço, quando astronautas instalaram um corretor óptico chamado COSTAR, e novos imageadores substituindo a primeira geração de instrumentos.

Já houve quatro missões de serviços que trocaram a instrumentação, além de reparos nos giroscópios e baterias.

Hoje o telescópio possui espectrógrafos no UV, e imageadores para observações no UV, no visível, e infravermelho próximo.

Recife cósmico – Imagem: Reprodução/NASA/ESA/STSCI

Descobertas do Hubble

Conforme destacou Eduardo, as observações do Hubble sobre supernovas do Tipo Ia revelaram uma expansão acelerada do universo, atribuída à "energia escura". Esta força invisível, ao contrário da energia normal, atua como uma anti-gravidade.

A matéria escura, por outro lado, também invisível, desempenha um papel crucial na formação de galáxias, detectado somente pelos seus efeitos gravitacionais sobre a matéria normal. As observações do Hubble de aglomerados de galáxias agindo como lentes gravitacionais fornecem informações sobre a distribuição e influência da matéria escura. 

O Hubble também busca compreender a formação e evolução de galáxias, que está intimamente ligada a própria evolução das estruturas em larga escala do universo. As galáxias são compostas por estrelas, gás, poeira e matéria escura. 

O Hubble descobriu buracos negros massivos no núcleo de galáxias, cujo tamanho está ligado ao aglomerado estelar central da galáxia. Também forneceu a primeira imagem de um disco de acreção em torno de um buraco negro.

As observações do Hubble Deep Field (campo profundo do Hubble) revelaram ainda galáxias que datam de alguns bilhões de anos após o Big Bang, mostrando uma fase ativa de formação estelar cerca de 3 bilhões de anos depois.

“Esses insights avançaram significativamente nosso conhecimento sobre a formação, crescimento e evolução de galáxias ao longo do tempo”, destacou o astrofísico.

Em relação às estrelas e seus ambientes, o Hubble rastreia estrelas desde o nascimento em nebulosas até as mortes explosivas em supernovas. Utilizando ferramentas infravermelhas ele observa através da poeira para ver estrelas jovens na nossa Via Láctea, analisando a sua luz para prever a sua evolução. Também estuda estrelas e aglomerados em galáxias próximas, ajudando os astrônomos a compreenderem a evolução estelar em diversos ambientes.

O Hubble também contribui com um novo tema moderno que é a existência de planetas circundando outras estrelas próximas, chamados exoplanetas.

No sistema solar, as imagens de alta resolução do Hubble mapeiam a evolução dos planetas e suas luas do Sistema solar há mais de 30 anos, além de estudar as formas de asteroides.

O “sucessor” do Hubble é o James Webb, lançado no dia de Natal de 2021, mas este telescópio tem características distintas do Hubble, com um espelho de 6,5 metros, e instrumentação optimizada para observações no infravermelho próximo e médio.  Ou seja, tem maior captação de luz, e poderá estudar o universo mais profundo.

“As expectativas para novos resultados do Telescópio Espacial Hubble, em conjunto com o Telescópio Espacial James Webb, são bastante elevadas. Isto inclui conhecimentos mais profundos sobre o universo primitivo, uma melhor compreensão da matéria escura e da energia escura, estudos melhorados de exoplanetas, uma maior exploração da evolução galáctica e uma melhor compreensão das origens cósmicas, tais como explosões de raios gama e formação de buracos negros”, destacou Eduardo.