Depois do Webb e do Roman, NASA prepara novo telescópio espacial

Batizada de PRIMA, a missão será dedicada ao infravermelho distante e poderá ajudar cientistas a investigar desde formação de planetas até evolução de galáxias e buracos negros supermassivos

Embora o James Webb e o Nancy Grace Roman estejam expandindo as possibilidades de observação do cosmos, a NASA trabalha na criação de um novo telescópio espacial voltado para uma região do Universo que ainda é pouco explorada.

Chamado de PRIMA (PRobe far-Infrared Mission for Astrophysics), o projeto terá como foco o infravermelho distante e poderá contribuir para estudos sobre a formação de planetas, além da evolução das galáxias e dos buracos negros supermassivos.

A missão acaba de entrar em uma nova fase de desenvolvimento, conhecida como Fase B. Nesse estágio, serão conduzidos o planejamento preliminar da missão e o avanço das tecnologias necessárias para sua execução. A PRIMA também é a primeira missão de uma nova categoria intermediária criada pela NASA, denominada Probe Explorers.

Apesar de estar enquadrada como uma missão de médio porte em relação aos custos e ao período necessário para seu desenvolvimento, a PRIMA possui metas científicas bastante abrangentes.

“PRIMA tem três objetivos científicos fundamentais: compreender as origens das atmosferas planetárias; descrever a coevolução das galáxias e dos buracos negros em seus centros; e acompanhar o acúmulo de poeira e metais ao longo do tempo cósmico”, explicou o professor George Helou, do Caltech, à IFLScience.

Uma faixa do Universo que ainda está escondida

• A principal característica da PRIMA será sua capacidade de observar o infravermelho distante, faixa de luz que não pode ser estudada adequadamente a partir da superfície da Terra porque a atmosfera bloqueia esse tipo de radiação;
  
• Isso é particularmente importante porque muitos fenômenos cósmicos acontecem dentro de regiões repletas de poeira. Essa poeira absorve luz visível e ultravioleta e a reemite em infravermelho;
  
• Segundo Helou, aproximadamente metade da energia luminosa que preenche o Universo está na forma de luz infravermelha. Sem essa parcela, a compreensão do cosmos fica incompleta;
  
• “O nosso entendimento do cosmos é altamente tendencioso sem essa metade infravermelha da luz, como ler um livro com todas as páginas alternadas faltando”, afirmou o pesquisador;
  
• A PRIMA deverá justamente reabrir essa janela para observações astronômicas;
  
• O último telescópio espacial dedicado ao infravermelho distante foi o Herschel, da Agência Espacial Europeia (ESA, na sigla em inglês), cuja missão terminou em 2013, depois que o observatório ficou sem seu líquido refrigerante. Quando a PRIMA for lançada, caso seja confirmada em sua revisão final, será o primeiro telescópio espacial desse tipo em cerca de duas décadas.

Por que Webb e Roman não são suficientes?
A criação da PRIMA não indica que os telescópios James Webb e Nancy Grace Roman sejam incapazes de realizar suas funções. A intenção da nova missão é ampliar e complementar o trabalho desenvolvido pelos dois observatórios.

O Webb já transformou a maneira como o Universo é estudado, enquanto o Roman foi projetado para expandir ainda mais o mapeamento do cosmos. No entanto, ambos possuem limitações para observar a mesma região do infravermelho distante que será investigada pela PRIMA. Além disso, a nova missão poderá atuar em parceria com o Roman.

A expectativa é que a PRIMA examine algumas das mesmas áreas do céu observadas pelo telescópio, possibilitando a combinação das informações coletadas pelos dois equipamentos. Com esses dados reunidos, os pesquisadores poderão obter uma compreensão mais ampla sobre o surgimento e a evolução de planetas, galáxias e buracos negros supermassivos.

“PRIMA será extremamente sensível à luz em comprimentos de onda do infravermelho distante aos quais o Roman e outros telescópios não têm acesso”, explicou Alexandra Pope, da Universidade de Massachusetts Amherst e líder da equipe científica da PRIMA.

Os dois observatórios ainda poderão ter uma oportunidade rara de realizar observações ao mesmo tempo. Como a previsão de operação do Roman foi estendida além do período originalmente planejado, o telescópio poderá continuar ativo até o final da década de 2040, aumentando a possibilidade de uma atuação conjunta com a PRIMA.

Telescópio de R$ 6,4 bilhões
A PRIMA contará com um telescópio de 1,8 metro e deverá ter um custo estimado em US$ 1,2 bilhão (cerca de R$ 6,4 bilhões). Esse valor não inclui as despesas relacionadas ao lançamento nem outros custos que ficam fora do projeto.

A administração da missão ficará sob responsabilidade do Laboratório de Propulsão a Jato (JPL, na sigla em inglês), enquanto o centro responsável pela parte científica será o Infrared Processing and Analysis Center, ligado ao Caltech. Após ser lançada, a PRIMA deverá viajar até o segundo ponto de Lagrange (L2), mesma região espacial onde estarão o Webb e o Roman.

Atualmente, o lançamento está planejado para 2033. Depois de alcançar sua posição e concluir o período de testes e preparação dos instrumentos, a missão científica principal deverá funcionar durante cinco anos. Após esse período, a NASA e a comunidade científica poderão avaliar a possibilidade de prolongar suas atividades.

A entrada na Fase B, porém, não significa que o lançamento esteja definitivamente confirmado. Antes disso, o projeto terá de passar por uma avaliação de confirmação, que analisará aspectos como o desempenho esperado e os custos da missão. Caso seja aprovado, o projeto seguirá para a Fase C, quando começará a fabricação do telescópio.

O que a PRIMA poderá descobrir?
A missão deverá estudar a trajetória e as transformações do Universo ao longo do tempo, contribuindo para responder perguntas relacionadas ao surgimento de galáxias, estrelas, planetas e buracos negros.

Entre os estudos previstos está a investigação sobre a origem das atmosferas dos planetas e a possibilidade de compreender melhor como a água chegou à Terra. O telescópio também poderá analisar de que maneira a poeira e os elementos mais pesados foram se acumulando no cosmos durante sua evolução.

Outro foco da missão será entender como as galáxias e os buracos negros supermassivos evoluíram simultaneamente ao longo da história cósmica.

Alexandra Pope ressaltou que uma das possibilidades mais promissoras será medir o ritmo em que as galáxias produziam estrelas e os buracos negros supermassivos cresciam há aproximadamente dez bilhões de anos. A poeira também poderá servir como uma espécie de registro do processo de formação e concentração de elementos no Universo ao longo do tempo.

Dessa forma, a PRIMA não será apenas mais um telescópio espacial de bilhões de dólares. O objetivo é ampliar o trabalho dos observatórios que já estão revolucionando o estudo do cosmos, explorando uma faixa de radiação que ainda não foi observada de maneira completa.

Fonte: Olhar Digital