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Como os radiotelescópios nos mostram galáxias nunca vistas

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    O espaço, a fronteira final
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    A primeira vez que ouvi estas palavras
    tinha apenas seis anos,
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    e fiquei completamente inspirada.
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    Eu queria explorar estranhos mundos novos.
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    Eu queria procurar nova vida.
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    Queria ver tudo o que o universo
    tinha para oferecer.
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    E esses sonhos, essas palavras,
    levaram-me numa viagem,
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    uma viagem de descoberta,
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    através da escola, da universidade,
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    para fazer o doutoramento
    e finalmente tornar-me astrónoma.
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    Então, aprendi duas coisas espantosas,
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    uma ligeiramente infeliz,
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    quando estava a fazer o doutoramento.
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    Descobri que, na realidade,
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    eu não ia pilotar nenhuma nave espacial
    num futuro próximo.
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    Mas descobri também que o universo
    é estranho, maravilhoso e vasto,
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    na verdade, vasto demais
    para ser explorado numa nave espacial.
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    Então, voltei a minha atenção
    para a astronomia, usando telescópios.
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    Mostro-vos aqui
    uma imagem do céu noturno.
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    Podem vê-lo em qualquer parte do mundo.
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    Todas estas estrelas fazem parte
    da nossa galáxia local, a Via Láctea.
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    Se forem para uma parte
    mais escura do céu,
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    um bom sítio escuro, talvez no deserto,
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    podem conseguir ver
    o centro da nossa galáxia
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    que espalha à vossa frente centenas
    de milhares de milhões de estrelas.
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    É uma imagem muito bonita.
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    É colorida.
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    Mais uma vez, é apenas
    um cantinho local do nosso universo.
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    Podem ver que há um tipo
    de estranha poeira escura que o atravessa.
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    Isto é poeira local
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    que está a obscurecer a luz das estrelas.
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    Mas podemos fazer um bom trabalho.
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    Com os olhos, só podemos
    explorar o nosso cantinho do universo.
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    É possível fazer melhor.
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    Podemos usar maravilhosos telescópios
    como o telescópio Hubble Space.
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    Os astrónomos construíram esta imagem.
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    É o chamado Campo Profundo do Hubble.
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    Eles passaram centenas de horas
    observando apenas um fragmento do céu
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    que não é maior do que a unha do polegar
    com o braço estendido.
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    Nesta imagem, podem ver
    milhares de galáxias,
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    e sabemos que deve haver centenas
    de milhões, milhares de milhões de galáxias
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    em todo o universo,
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    algumas como a nossa
    e outras muito diferentes.
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    Então pensam: "Ok, bem,
    posso continuar esta viagem.
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    "Isto é fácil. Posso usar só
    um telescópio muito poderoso
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    "e olhar para o céu, sem problemas."
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    Na verdade, vamos perder muito
    se fizermos só isso
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    Isso é porque tudo
    sobre o que falei até aqui
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    está apenas a utilizar o espetro visível,
    apenas o que os olhos conseguem ver,
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    e isso é uma fatia minúscula,
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    mesmo muito pequenina
    do que o universo tem para nos oferecer.
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    Existem também dois grandes
    problemas com o uso da luz visível.
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    Não só estamos a perder
    todos os outros processos
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    que estão a emitir outros tipos de luz,
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    mas também há dois problemas.
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    O primeiro é essa poeira
    que eu mencionei antes.
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    A poeira impede a luz visível
    de chegar a nós.
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    Então, à medida que observamos
    mais profundamente, vemos menos luz.
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    A poeira impede-nos de a vermos.
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    Mas há um problema muito estranho
    com o uso da luz visível
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    para tentarmos explorar o universo.
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    Façam um intervalo por um minuto.
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    Digamos que estão numa esquina,
    numa esquina movimentada.
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    Há carros a passar.
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    Aproxima-se uma ambulância.
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    Tem uma sirene de tom elevado.
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    (Som de sirene)
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    O tom da sirene parece mudar de tom
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    conforme se aproxima
    e se afasta de nós.
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    O condutor da ambulância não mudou
    a sirene só para nos confundir.
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    Isso é produto da nossa perceção.
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    As ondas sonoras,
    à medida que a ambulância se aproxima,
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    estão comprimidas,
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    e mudam para um tom mais alto.
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    À medida que a ambulância se afasta,
    as ondas sonoras esticam,
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    e soam num tom mais baixo.
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    O mesmo acontece com a luz.
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    Em objetos que se movem na nossa direção,
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    as suas ondas de luz estão comprimidas
    e parecem mais azuis.
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    Em objetos que se afastam de nós,
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    as ondas de luz esticam,
    parecendo mais vermelhas.
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    Chamamos a estes efeitos
    desvio para o azul ou para o vermelho.
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    O nosso universo está a expandir-se,
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    então, tudo se está a afastar
    de tudo o resto,
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    e isso significa que
    tudo parece ser vermelho.
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    Por muito estranho que pareça,
    olhando mais profundamente
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    os objetos mais distantes estão
    a afastar-se cada vez mais depressa,
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    por isso parecem mais vermelhos.
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    Então, voltando
    ao Campo Profundo do Hubble,
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    se continuássemos a espreitar
    profundamente o universo
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    utilizando apenas o Hubble,
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    à medida que atingimos
    uma certa distância,
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    tudo se torna vermelho,
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    e isso põe um problema.
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    Eventualmente, chegamos tão longe
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    que tudo muda para o infravermelho
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    e não conseguimos ver nada de nada.
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    Deve haver uma saída para isto,
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    senão, estou limitada na minha viagem.
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    Eu queria explorar todo o universo,
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    não só o que consigo ver
    antes do desvio para o vermelho.
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    Há uma técnica.
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    Chama-se radioastronomia.
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    Os astrónomos têm-na usado há décadas.
  • 4:55 - 4:57
    É uma técnica fantástica.
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    Este é o Radiotelescópio Parkes,
    designado afetuosamente por "Prato".
  • 5:00 - 5:02
    Se calhar já viram o filme.
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    E a rádio é, de facto, brilhante.
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    Permite-nos espreitar
    de modo muito mais profundo.
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    Não se deixa impedir pela poeira,
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    por isso conseguem ver tudo no universo,
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    e o desvio para vermelho
    deixa de ser um problema
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    porque podemos construir recetores
    que recebem em banda larga.
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    O que é que o Parkes vê quando
    o apontamos para o centro da Via Láctea?
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    Devemos ver algo fantástico, certo?
  • 5:23 - 5:26
    Bem, vemos mesmo algo interessante.
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    Toda aquela poeira desapareceu.
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    Como referi, a rádio atravessa a poeira,
    por isso não há problema.
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    Mas a vista é muito diferente.
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    Podemos ver que o centro
    da Via Láctea está incandescente,
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    e isto não é luz estelar.
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    É uma luz chamada
    radiação sincrotrónica,
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    formada a partir de eletrões que espiralam
    em torno de campos magnéticos cósmicos.
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    Assim o plano está incandescente
    com esta luz.
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    Conseguimos ver também
    estranhos tufos a sair dela,
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    e objetos que não parecem alinhar-se
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    com nada que vemos com os nossos olhos.
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    Mas é difícil interpretar esta imagem
  • 6:03 - 6:05
    porque, como podem ver,
    é de muito baixa resolução.
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    As ondas de rádio têm
    um comprimento longo,
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    e isso torna a sua resolução mais fraca.
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    Esta imagem é também a preto e branco,
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    por isso, não sabemos bem
    qual é a cor de tudo aqui.
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    Bem, avancemos rápido até hoje.
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    Podemos construir telescópios
    que podem ultrapassar estes problemas.
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    Mostro-vos aqui uma imagem
    do Observatório Rádio Murchison,
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    um sítio fantástico
    para construir radiotelescópios.
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    É plano, é seco,
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    e mais importante ainda,
    não tem interferências de rádio:
  • 6:34 - 6:37
    não há telemóveis, não há Sem-Fios, nada,
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    apenas uma zona de rádio silencioso,
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    por isso o sítio perfeito
    para montar um radiotelescópio.
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    Esse telescópio em que eu tenho
    vindo a trabalhar há uns anos
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    chama-se o Murchison Widefield Array.
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    Vou mostrar-vos um pequeno lapso
    temporal da sua montagem.
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    Este é um grupo de estudantes
    pré-licenciados e licenciados
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    provenientes de Perth.
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    Nós chamamos-lhe o Exército de Estudantes.
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    Eles ofereceram o seu tempo
    para montar um radiotelescópio.
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    Não há créditos académicos para isso.
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    Eles estão a montar estes dipolos rádio.
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    Estes apenas recebem baixas frequências,
    do tipo do vosso rádio FM ou TV.
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    E aqui estamos a implantá-los
    pelo deserto.
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    O telescópio final cobre
    10 quilómetros quadrados
  • 7:17 - 7:19
    do deserto da Austrália Ocidental.
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    O interessante disto é que
    não há partes móveis.
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    Nós só implantamos
    estas pequenas antenas
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    essencialmente em malha de galinheiro.
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    É razoavelmente barato.
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    Os cabos captam os sinais
    a partir das antenas
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    e levam-nos para as unidades
    de processamento central.
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    É o tamanho deste telescópio,
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    o facto de que o montámos
    por todo o deserto
  • 7:39 - 7:42
    que nos dá uma melhor resolução
    que o Parkes.
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    Agora, eventualmente, todos esses cabos
    levam esses sinais até uma unidade
  • 7:46 - 7:49
    que os envia para um supercomputador
    aqui em Perth,
  • 7:49 - 7:51
    e é aí que eu entro.
  • 7:51 - 7:53
    (Suspiros)
  • 7:53 - 7:54
    Dados por rádio.
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    Eu passei os últimos cinco anos
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    a trabalhar com dados muito difíceis,
    muito interessantes
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    que ainda ninguém tinha
    observado antes.
  • 8:01 - 8:03
    Passei muito tempo a calibrá-los,
  • 8:03 - 8:07
    executando milhões de horas de CPU
    em supercomputadores
  • 8:07 - 8:10
    tentando entender estes dados.
  • 8:09 - 8:11
    Com este telescópio,
  • 8:11 - 8:13
    com estes dados,
  • 8:13 - 8:16
    fizemos uma pesquisa
    de todo o céu a sul,
  • 8:17 - 8:22
    a pesquisa GaLactic
    and Extragalactic All-sky MWA,
  • 8:22 - 8:24
    ou GLEAM, como eu lhe chamo.
  • 8:24 - 8:26
    E estou muito entusiasmada.
  • 8:26 - 8:29
    Esta pesquisa está prestes
    a ser publicada, mas ainda não foi,
  • 8:29 - 8:31
    por isso vocês são os primeiros
  • 8:31 - 8:35
    a ver esta pesquisa de todo o céu a sul.
  • 8:35 - 8:38
    Por isso, estou deliciada por partilhar
    convosco algumas imagens dela.
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    Imaginem que iam ao Murchison,
  • 8:41 - 8:43
    acampavam por baixo das estrelas
  • 8:43 - 8:45
    e olhavam em direção ao sul.
  • 8:45 - 8:46
    Viam o polo celeste do sul,
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    a galáxia a erguer-se.
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    Se eu diminuir gradualmente a luz rádio,
  • 8:50 - 8:53
    isto é o que observamos
    com a nossa pesquisa.
  • 8:54 - 8:56
    Podem ver que o plano galáctico
    já não está escuro com a poeira.
  • 8:57 - 8:58
    Está iluminado
    com a radiação sincrotrónica,
  • 8:58 - 9:01
    e há milhares de pontos no céu.
  • 9:01 - 9:04
    A grande Nuvem de Magalhães,
    a nossa galáctica vizinha mais próxima,
  • 9:04 - 9:07
    é laranja em vez do seu
    azul-esbranquiçado mais familiar.
  • 9:08 - 9:11
    Passa-se muita coisa aqui.
    Vamos olhar mais de perto.
  • 9:11 - 9:13
    Se olharmos para trás
    para o centro da galáxia,
  • 9:13 - 9:17
    onde vimos inicialmente
    a imagem Parkes, que vos mostrei antes,
  • 9:17 - 9:19
    a baixa resolução, a preto e branco,
  • 9:19 - 9:22
    e revelamos a vista GLEAM,
  • 9:22 - 9:26
    vemos que a resolução
    aumentou num fator de cem.
  • 9:26 - 9:29
    Agora temos uma visão colorida do céu,
  • 9:29 - 9:31
    uma visão tecnicolor.
  • 9:31 - 9:33
    Não é uma visão de cor falsa.
  • 9:34 - 9:36
    São cores rádio reais.
  • 9:37 - 9:39
    Eu colori as frequências
    mais baixas a vermelho
  • 9:39 - 9:41
    e as mais elevadas a azul,
  • 9:41 - 9:43
    e as do meio a verde.
  • 9:43 - 9:45
    Isto dá-nos uma visão arco-íris.
  • 9:45 - 9:47
    Isto não é somente cor falsa.
  • 9:48 - 9:50
    As cores nesta imagem
    falam-nos dos processos físicos
  • 9:50 - 9:52
    que acontecem no universo.
  • 9:52 - 9:55
    Por exemplo, se olharem
    ao longo do plano da galáxia,
  • 9:55 - 9:56
    está iluminada com sincrotrão,
  • 9:57 - 9:59
    que, em grande parte, é laranja,
  • 9:59 - 10:02
    mas se olharmos bem de perto,
    vemos pequenos pontos azuis.
  • 10:02 - 10:05
    Agora, se focarmos mais perto,
  • 10:04 - 10:07
    estes pontos azuis são plasma ionizado
  • 10:07 - 10:09
    à volta de estrelas muito brilhantes.
  • 10:09 - 10:12
    O que acontece é que
    elas bloqueiam a luz vermelha,
  • 10:12 - 10:14
    por isso, parecem azuis.
  • 10:14 - 10:17
    Elas podem falar-nos sobre
    estas regiões de formação estelar
  • 10:17 - 10:18
    na nossa galáxia.
  • 10:18 - 10:20
    E nós vemo-las de imediato.
  • 10:20 - 10:23
    Observamos a galáxia,
    e a cor diz-nos que estão lá.
  • 10:23 - 10:25
    Vemos pequenas bolas de sabão,
  • 10:25 - 10:29
    pequenas imagens circulares
    em torno do plano galáctico,
  • 10:28 - 10:30
    que são resquícios de supernova.
  • 10:31 - 10:32
    Quando uma estrela explode,
  • 10:32 - 10:35
    a sua concha exterior é libertada
  • 10:35 - 10:38
    viaja pelo espaço, recolhendo material,
  • 10:38 - 10:41
    e produz uma pequena casca.
  • 10:41 - 10:44
    Tem sido um constante mistério
    para os astrónomos
  • 10:44 - 10:47
    onde estarão os resquícios de supernova.
  • 10:47 - 10:51
    Sabemos que deve haver
    muitos eletrões de alta energia no plano
  • 10:52 - 10:54
    para produzir a radiação sincrotrónica
    que nós vemos,
  • 10:54 - 10:57
    e pensamos que são produzidos
    por restos de supernova,
  • 10:57 - 10:59
    mas parece não serem suficientes.
  • 10:59 - 11:03
    Felizmente, como o GLEAM é muito bom
    em detetar esses resquícios,
  • 11:03 - 11:05
    esperamos ter uma nova tese
    sobre isso, em breve.
  • 11:06 - 11:07
    Até aqui tudo bem.
  • 11:07 - 11:10
    Explorámos o nosso pequeno universo local,
  • 11:10 - 11:12
    mas eu queria aprofundar mais,
    quis ir mais longe.
  • 11:13 - 11:14
    Queria ir para além da Via Láctea.
  • 11:15 - 11:18
    Ora, por acaso, podemos ver um objeto
    bem interessante em cima do lado direito,
  • 11:18 - 11:21
    que é uma radiogaláxia local,
  • 11:21 - 11:22
    a Centaurus A.
  • 11:22 - 11:24
    Se focarmos mais um pouco,
  • 11:24 - 11:27
    vemos que há duas enormes plumas
    libertando-se para o espaço.
  • 11:28 - 11:31
    E se olharem bem para o centro
    entre essas duas plumas,
  • 11:31 - 11:33
    verão uma galáxia tal como a nossa.
  • 11:33 - 11:36
    É uma espiral. Tem uma pista de poeira.
  • 11:36 - 11:37
    É uma galáxia normal.
  • 11:37 - 11:41
    Mas estes jatos
    só são visíveis no rádio.
  • 11:41 - 11:44
    Se olhássemos para o visível,
    nem saberíamos que lá estavam,
  • 11:44 - 11:47
    são milhares de vezes maiores
    do que a galáxia que nos hospeda.
  • 11:47 - 11:50
    O que se está a passar?
    O que produz estes jatos?
  • 11:51 - 11:55
    No centro de cada galáxia
    que conhecemos,
  • 11:55 - 11:58
    está um buraco negro supermaciço.
  • 11:57 - 12:00
    Os buracos negros são invisíveis.
    É por isso que se chamam assim.
  • 12:01 - 12:04
    Tudo o que se consegue ver
    é a defleção da luz à sua volta
  • 12:04 - 12:08
    e, às vezes, quando uma estrela
    ou uma nuvem de gás entra na sua órbita,
  • 12:09 - 12:11
    é rasgada por forças de marés,
  • 12:11 - 12:13
    que formam o chamado disco de acreção.
  • 12:14 - 12:17
    O disco de acreção
    brilha vivamente nos Raios X,
  • 12:17 - 12:21
    e enormes campos magnéticos
    podem lançar o material para o espaço
  • 12:21 - 12:23
    quase à velocidade da luz.
  • 12:24 - 12:27
    Então, estes jatos são visíveis no rádio
  • 12:27 - 12:30
    e isto é o que captamos
    na nossa pesquisa.
  • 12:30 - 12:34
    Bem, muito bem, assim vimos
    uma radiogaláxia. Muito giro.
  • 12:34 - 12:36
    Mas se apenas olharem
    para o topo da imagem,
  • 12:36 - 12:38
    vão ver outra radiogaláxia.
  • 12:38 - 12:42
    É um bocadinho mais pequena,
    e isso é apenas porque está mais longe.
  • 12:42 - 12:44
    Ok. Duas radiogaláxias.
  • 12:44 - 12:46
    Conseguimos ver isto. Muito bem.
  • 12:46 - 12:48
    Bem, e todos os outros pontos?
  • 12:48 - 12:50
    Talvez sejam apenas estrelas.
  • 12:50 - 12:51
    Não são.
  • 12:51 - 12:53
    São todos radiogaláxias.
  • 12:53 - 12:56
    Cada um dos pontos nesta imagem
  • 12:56 - 12:58
    é uma galáxia distante,
  • 12:58 - 13:01
    a milhões ou milhares de milhões
    de anos-luz de distância
  • 13:01 - 13:04
    com um buraco negro supermaciço
    no seu centro
  • 13:04 - 13:07
    empurrando material para o espaço
    quase à velocidade da luz.
  • 13:07 - 13:09
    É surpreendente.
  • 13:10 - 13:13
    Esta pesquisa ainda é maior
    do que o que vos mostrámos aqui.
  • 13:14 - 13:16
    Reduzindo o zoom
    até à totalidade da pesquisa,
  • 13:16 - 13:20
    podem ver que encontrei 300 000
    destas radiogaláxias.
  • 13:20 - 13:23
    É mesmo uma viagem épica.
  • 13:23 - 13:26
    Descobrimos todas estas galáxias
  • 13:26 - 13:30
    de volta aos primeiros
    buracos negros supermaciços.
  • 13:30 - 13:33
    Tenho muito orgulho nisto,
    e será publicado para a semana.
  • 13:33 - 13:36
    Mas isto não é tudo.
  • 13:36 - 13:40
    Explorei os alcances mais longínquos
    da galáxia com esta pesquisa,
  • 13:41 - 13:44
    mas há mais qualquer coisa nesta imagem.
  • 13:44 - 13:48
    Agora vou levá-los mesmo
    ao início dos tempos
  • 13:48 - 13:51
    Quando o universo se formou,
    foi uma grande explosão
  • 13:51 - 13:56
    que deixou o universo
    como um mar de hidrogénio,
  • 13:56 - 13:57
    hidrogénio neutro.
  • 13:57 - 14:00
    Quando as primeiríssimas estrelas
    e galáxias se incendiaram,
  • 14:00 - 14:02
    elas ionizaram esse hidrogénio.
  • 14:02 - 14:06
    Então o universo passou
    de neutro a ionizado.
  • 14:06 - 14:09
    Isso imprimiu um sinal
    a toda a nossa volta.
  • 14:09 - 14:11
    Está por todo o lado, trespassa-nos,
  • 14:11 - 14:13
    como a força.
  • 14:13 - 14:16
    Como isso aconteceu já há tanto tempo,
  • 14:17 - 14:19
    o sinal desviou-se para vermelho,
  • 14:20 - 14:23
    ou seja, agora esse sinal
    tem frequências muito baixas.
  • 14:23 - 14:25
    Está na mesma frequência
    que a minha pesquisa,
  • 14:25 - 14:27
    mas é muito fraco.
  • 14:27 - 14:31
    É um milésimo milionésimo do tamanho
    de qualquer objeto na minha pesquisa.
  • 14:31 - 14:36
    Por isso o nosso telescópio pode não ser
    sensível o suficiente para captar o sinal.
  • 14:36 - 14:39
    Contudo, há um novo radiotelescópio.
  • 14:39 - 14:40
    Posso não ter uma nave espacial,
  • 14:41 - 14:44
    mas espero ter um dos maiores
    radiotelescópios do mundo.
  • 14:45 - 14:48
    Estamos a montar o Square Kilometre Array,
    um novo radiotelescópio,
  • 14:48 - 14:51
    e esse vai ser mil vezes maior que o MWA,
  • 14:51 - 14:54
    e mil vezes mais sensível,
    e ter ainda melhor resolução.
  • 14:54 - 14:56
    Devemos achar dezenas
    de milhões de galáxias.
  • 14:56 - 14:59
    E talvez, lá no fundo desse sinal,
  • 14:59 - 15:03
    eu consiga observar as primeiras estrelas
    e galáxias a incendiarem-se,
  • 15:03 - 15:06
    o início do próprio tempo.
  • 15:06 - 15:08
    Obrigada.
  • 15:07 - 15:10
    (Aplausos)
Title:
Como os radiotelescópios nos mostram galáxias nunca vistas
Speaker:
Natasha Hurley-Walker
Description:

O nosso universo é estranho, maravilhoso e vasto, diz a astrónoma Natasha Hurley-Walker. Uma nave espacial não vos pode transportar pela sua imensidão (ainda) — mas um radiotelescópio pode. Nesta hipnótica conversa repleta de imagens, Hurley-Walker mostra como ela explora os mistérios do universo utilizando tecnologia especial que revela espetros de luz que nós não conseguimos observar.

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Video Language:
English
Team:
TED
Project:
TEDTalks
Duration:
15:25

Portuguese subtitles

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