Telescópios: um histórico

A luneta foi inventada em 1608, e só apontada para o céu pela primeira vez em 1609, mas a humanidade já olhava para o céu e fazia perguntas sobre os astros que viam antes mesmo dos telescópios serem inventados.

Acredita-se que quem inventou o telescópio não foi Galileu Galilei, mas sim o fabricante de lentes holandês Hans Lippershey em 1608, pantenteando o invento. A Holanda e a Espanha estavam em guerra, e o príncipe Holandês achou o invento interessante para observar os inimigos de longe. Galileu Galilei ouviu falar sobre estre instrumento o que o inspirou a fabricar o seu próprio. Em 1609 foi o primeiro a apontar uma luneta para o céu. O aperfeiçoamento de sua sua técnica com a construção de lunetas, culminou em uma que tinha aumento de cerca de 20 vezes. Galileu começou observando a lua e concluindo que a mesma apresentava crateras em sua superfície, o que era desconhecido naquela época. Ele descobriu também com essa luneta as quatro luas de Júpiter, e mostrou que Júpiter não era apenas uma estrela errante como os antigos imaginavam, mas tinha um sistema de luas que giravam ao seu redor. Para época, esta foi uma “descoberta de outro mundo”. Para uma época em que discutiam sobre o Heliocentrismo e Geocentrismo, tal descoberta foi de grande impacto. Nos anos seguintes, Galileu descobriu as fases de Vênus e as manchas solares, desconhecidas até então.

Luas de Júpiter descobertas por Galileu (Foto: Wikimedia/NASA/JPL/DLR

Uma descoberta cômica foi de que Saturno tinha “orelhas”, pois não imaginava que aquilo seriam os anéis. Com um simples instrumento desses a astronomia nunca mais foi a mesma. Essas descobertas tiveram um impacto expressivo na época. A partir daí, muitos estudos foram iniciados para aprender sobre as lentes e o conjunto óptico. Inclusive Kepler estudou sobre a óptica e as lunetas tornaram-se cada vez mais aperfeiçoadas. Criaram também um telescópio que ao invés de usar lentes, utilizava-se de espelhos, atualmente conhecidos como Telescópios Newtonianos. Logo perceberam que construir espelhos ou lentes maiores era importante para coletar mais luz além de obter uma nitidez maior. Um comprometimento da nitidez está associado à turbulência da atmosfera terrestre, tal fator foi transposto lançando os telescópios para a órbita terrestre. Ex.: Telescópio Hubble.

Conceitos básicos dos telescópios:

·               Abertura: Diâmetro do espelho ou lente primária – D

·               Distância focal: a distância da lente (ou espelho) ao foco – F

·               Razão focal (f): f= F/D

As lentes refratoras são confeccionadas em vidro. Sabemos que o vidro não é sólido e sim um líquido, portanto quanto maiores, mais pesadas seriam, e a liquidez do vidro faz com que a lente se deforme com o tempo. Surgiu aí um grande problema para os refratores. Descobriu-se um limite para o tamanho dos refratores, sendo utilizado no refrator do Observatório de Yerkes, construído no ano de 1897, utilizando uma lente primária de 102 cm. Não se conseguiu construir lentes maiores, pois as mesmas se deformavam pelo próprio peso. Isso foi um problema muito grande para os refratores, mas não para os refletores, pois estes podem ser apoiados não importando a massa que tem. O maior avanço na tecnologia dos refletores foi conseguido por Isaac Newton, que criou o foco Newtoniano. Até os dias atuais a técnica Newtoniana é utilizada largamente. No âmbito profissional, o telescópio Newtoniano não é viável porque se utiliza espectrógrafos com pesos altíssimos e não o olho como observador.

Um dos maiores construtores dos refletores foi Willian Herschel, que construiu um telescópio refletor de 12 metros, necessitando de três pessoas para operar o mesmo. Com esse instrumento Herschel descobriu Urano, além das luas Oberon e Titânia do referido planeta, Enceladus e Mimas de Saturno, grande parte das galáxias NGC, radiação infravermelha, fez o mapa da Via láctea e como músico ainda compôs 24 sinfonias.

Embora os telescópios Newtonianos ainda sejam largamente utilizados, outro modelo de foco foi desenvolvido para possibilitar a instalação dos pesados espectrógrafos: os telescópios Cassegrain. Estes telescópios permitiram a instalação de aparelhos em sua ocular sem distorções e desestabilização do conjunto. O telescópio de Mount Wilson (1917) é um modelo Cassegrain de 2,5 metros utilizado por Edwin Hubble para fazer a classificação morfológica das galáxias e descobrir a lei da expansão do Universo – Lei de Hubble - que deu base para a Teoria do Big Bang. Embora todos os avanços na construção dos telescópios, os astrônomos sempre tiveram que conviver com a turbulência da atmosfera que comprometia a nitidez das imagens, até mesmo nos enormes telescópios. Descobriram aos poucos que além da qualidade das lentes ou espelhos seria necessário construir os telescópios nas grandes altitudes e em regiões com clima seco e frio, além da distância de grandes centros para ficar livre da poluição luminosa. Portanto aumentar as dimensões melhoraram a captação de objetos mais fracos, mas não melhorou a nitidez devido a turbulência da atmosfera, o que originou a ideia de enviar estes telescópios para a órbita terrestre, evitando assim o efeito causado pela atmosfera, nascendo o projeto do telescópio Hubble.  Uma alternativa foi o desenvolvimento da chamada ótica adaptativa, que permite corrigir a turbulência atmosférica em tempo real.