Como um grande projeto tentou mapear o céu sem computadores

Ampliação / Imagem mostrando a nebulosa de emissão, Eta Carinae (anteriormente Eta Argus) tirada com o Telescópio Astronômico no Observatório Real, Cabo da Boa Esperança, África do Sul. No centro desta intrincada nebulosa encontra-se uma estrela massiva, mas instável, que um dia explodirá de forma espetacular.

Imagens SSPL/Getty

Recentemente, a Agência Espacial Europeia divulgou o terceiro lote de dados do satélite Gaia, um catálogo público que fornece as posições e velocidades de mais de um bilhão de estrelas. Esta é a nossa mais recente tentativa de responder a algumas das perguntas de longa data na astronomia: como as estrelas (e nebulosas) se espalham pelo céu? Quantos existem, a que distância estão e quão brilhantes são? Eles mudam de localização ou brilho? Existem novas classes de coisas desconhecidas para a ciência?

Durante séculos, os astrônomos tentaram responder a essas perguntas, e esse trabalho foi meticuloso e demorado. Nem sempre foi fácil registrar o que você pode ver na ocular de um telescópio – se você tiver a sorte de possuir um telescópio.

Agora imagine o surgimento de uma nova tecnologia que, em seu tempo, forneceu alguns dos benefícios da tecnologia que possibilitou os catálogos do Gaia. Ele pode gravar o que você vê de forma automática e imparcial, e qualquer pessoa pode usá-lo.

Essa técnica era a fotografia.

Este artigo conta a história de como a fotografia mudou a astronomia e como centenas de astrônomos formaram a primeira colaboração científica internacional para criar o Carte du Sel (literalmente, “mapa do céu”), um levantamento fotográfico completo do céu. Essa colaboração resultou em uma luta de um século para processar milhares de chapas fotográficas tiradas ao longo de décadas, pois as localizações de milhões de estrelas foram medidas manualmente para fazer o maior catálogo do céu noturno.

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Infelizmente, o projeto Carte du Ciel surgiu em um momento em que nossa capacidade de coletar medições do mundo natural não era compatível com nossa capacidade de analisá-las. Enquanto o projeto estava em andamento, novas ferramentas possibilitaram o estudo de processos físicos em corpos celestes distantes, afastando os cientistas da pesquisa, oferecendo a oportunidade de criar novos modelos para explicar o mundo.

Para os astrônomos que trabalhavam na Carte du Ciel, ainda não existia nenhum modelo que pudesse abstrair as posições de milhões de estrelas em uma teoria de como nossa galáxia evoluiu; Em vez disso, os pesquisadores tinham apenas um palpite de que as técnicas fotográficas poderiam ser úteis para mapear o mundo. Eles estavam certos, mas levou mais de um século e as carreiras de muitos astrônomos para que sua intuição valesse a pena.

Fotografia e astronomia

Telescópio astronômico usado no Observatório Real de Greenwich para pesquisar o céu para fotografia por Carte du Ciel.  O instrumento consiste em dois telescópios refratores montados juntos em uma base equatorial.  Um era usado para capturar a imagem, enquanto o outro era para garantir um rastreamento preciso durante as longas exposições necessárias para os filmes de baixa fotossensibilidade que estavam então disponíveis.
Ampliação / Telescópio astronômico usado no Observatório Real de Greenwich para pesquisar o céu para fotografia por Carte du Ciel. O instrumento consiste em dois telescópios refratores montados juntos em uma base equatorial. Um era usado para capturar a imagem, enquanto o outro era para garantir um rastreamento preciso durante as longas exposições necessárias para os filmes de baixa fotossensibilidade que estavam então disponíveis.

Imagens SSPL/Getty

Foi o astrônomo e explorador François Arago, chefe do Observatório de Paris, que anunciou ao mundo as técnicas fotográficas de Louis Daguerre. Daguerre, baseado no trabalho de Nicéphore Niépce, descobriu como fazer imagens permanentes em placas de metal.

Durante séculos, os astrônomos lutaram para registrar o que viram no céu noturno com notas e desenhos feitos à mão. Dada a ótica distorcida de instrumentos antigos, nem sempre foi fácil desenhar o que você pode ver. Você pode “perceber” coisas que não estavam lá; Aqueles canais e vegetação em Marte que o pobre Schiaparelli pintou do Observatório de Milão nada mais eram do que uma ilusão de ótica, causada em parte pela atmosfera turbulenta. Apenas alguns astrônomos altamente treinados, como Caroline e William Herschel, foram imediatamente capazes de descobrir uma nova estrela em uma galáxia familiar – um sinal de um evento catastrófico distante?

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A fotografia pode mudar tudo isso. Arago reconheceu imediatamente o enorme potencial dessa tecnologia: as imagens capturadas à noite podiam ser analisadas confortavelmente e quantitativamente à luz do dia. As medições podem ser precisas e podem ser verificadas com frequência.

Daguerre recebeu uma pensão e permitiu que Arago abrisse os detalhes de suas ações, resultando em uma explosão de estúdios fotográficos em Paris e em todo o mundo. Mas, como se viu, o método de Daguerre não era sensível ou prático o suficiente para capturar qualquer coisa além das estrelas mais brilhantes, o sol ou a lua. A próxima nova tecnologia, emulsões de colódio úmido, não era muito melhor; As placas secarão durante a longa exposição necessária para capturar objetos astronômicos fracos.

Os astrônomos tiveram que esperar 40 anos, até a década de 1880, para que placas fotográficas secas altamente sensíveis finalmente se tornassem disponíveis.

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