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Utilizar o Sol como lente gravitacional permitira captar detalhes nos exoplanetas próximos. (NASA Ames/SETI Institute/JPL-Caltech).

Espaço

Utilizando o Sol como lente gravitacional na exploração do espaço

Lentes gravitacionais são excelentes maneiras de se utilizar determinados objetos, como estrelas, buracos negros, aglomerados estelares, galáxias e aglomerados de galáxias como uma verdadeira lente de amplificação. Mas ao invés de utilizar algum objeto distante como lente gravitacional, por que não utilizar o próprio Sol para tal? A maior vantagem disso é ampliar objetos próximos, ao invés de ampliar somente objetos entre milhares e milhões de anos-luz de distância da Terra.

Uma dupla de físicos teóricos, então, fez a mesma pergunta. Eles descreveram sua ideia em um artigo publicado por ora somente como preprint, no arXiv. Além disso, o  estudo passa, no momento, por uma revisão para uma possível publicação no periódico Physical Review D. Os físicos são Viktor Toth, do Perimeter Institute for Theoretical Physics, no Canadá, e Slava G. Turyshev, físico no Laboratório de Propulsão a Jato (JPL) da NASA. 

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Vale ressaltar, antes, que lentes gravitacionais não servem apenas para amplificar imagens. Na verdade, elas ajudam a mensurar quantidades de matéria escura em determinadas regiões do espaço, mensurar os tamanhos de galáxias e aglomerados de galáxias, entre outras leituras científicas importantes. 

O que é uma lente gravitacional?

Einstein publicou há mais de cem anos, em 1915, a Teoria da Relatividade Geral. A teoria revolucionou a compreensão do universo e da gravidade pela ciência. Os cientistas sabiam que a gravidade existe, e Newton até mesmo a descreveu em casos gerais (desconsiderando casos extremos, onde as equações de Newton não funcionam). 

Em resumo, Einstein mostrou que o que causava a gravidade era a distorção do espaço-tempo pelos objetos. Quando nos movimentamos, acompanhamos o espaço distorcido, e isso causa o efeito que chamamos de gravidade.  E essa é, portanto, a peça-chave para o efeito da lente gravitacional. 

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A imagem abaixo demonstra o efeito:

(ESA/Hubble).

Como você pode observar, a luz percorre o espaço distorcido pelo objeto utilizado como lente gravitacional. Forma-se, no fundo, ainda um anel de Einstein, “efeito colateral” da distorção da luz. O ponto é: conseguimos amplificar as imagens com o efeito.

Mas há um grande desafio nas lentes gravitacionais. Há uma região focal específica – isto é, você precisa olhar a estrela, aglomerado de estrelas ou galáxia a uma determinada distância para ampliar as imagens à frente. Para objetos distantes, esse não é um problema muito grande. Mas para objetos mais pertos, precisaríamos nos afastar.

Mas Toth e Turyshev pensaram nisso. Eles calcularam que a região focal do Sol inicia-se em cerca de 550 unidades astronômicas (UA) do Sol. Uma unidade astronômica é a distância média entre o Sol e a Terra – cerca de 150 milhões de quilômetros. Portanto, esse ponto localiza-se a 82,5 bilhões de quilômetros do Sol. 

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Desafios

Bom, essa não é uma distância inalcançável, mas é bem longe. As sondas mais distantes que o ser humano já enviou são as Voyagers, que viajam a mais de 40 anos. Mas elas localizam-se, ainda, a apenas 150 UA da Terra. Portanto, nesse ritmo elas levariam um total de quase 150 anos para chegar a esse local.

E há outros dois detalhes técnicos importantes. O primeiro, é que, conforme destaca a dupla em seu artigo, a lente gravitacional solar (SGL, na sigla em inglês) “possui astigmatismo”. Portanto, precisamos de um bom algoritmo para corrigir as distorções. Outra questão são as limitações impostas pelo brilho do Sol e sua coroa, já que nós nos localizamos a uma distância extremamente pequena do Sol. 

Vamos supor que em cenário otimista, nos próximos 50 anos os cientistas descubram como chegar a 550 unidades astronômicas em um tempo realista – digamos uma ou duas décadas de viagem com nanorobôs propulsionados por velas solares ou velas a laser. Nesse caso, quando a espaçonave com o telescópio chegar na região focal, a tecnologia não estará tão defasada quanto em uma viagem de um século e meio. 

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Nesse cenário, poderíamos enxergar detalhes de exoplanetas próximos – como por exemplo, sinais de vegetação. Outras estrelas estão muito distantes da Terra, então demoraremos para desenvolver a tecnologia necessária para chegar lá (isso se conseguirmos). Portanto, utilizar o Sol para enxergar detalhes em outros planetas, na busca por vida, é uma saída bastante inteligente. 

Assim veríamos a Terra a 4 anos-luz de distância. por uma Lente Gravitacional Solar (SGL).

O estudo foi publicado no arXiv e segue em revisão pela Physical Review D. Com informações de Universe Today e NASA.

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