Fabrício Mainenti
RedatorNo cume do vulcão Haleakalā, no Havaí, os Estados Unidos construíram o maior telescópio solar do mundo, estruturado em torno de um espelho de quatro metros. O problema surgiu justamente quando ele começou a fazer aquilo para o qual foi projetado: observar o Sol diretamente.
A luz que ele concentra gera cerca de 12 quilowatts de potência térmica — o suficiente para danificar seus próprios instrumentos —; por isso, mantê-lo operacional exige quilômetros de tubulações, diversas temperaturas de resfriamento e uma quantidade de gelo equivalente a uma piscina, produzida todas as noites.
O desafio de observar o Sol
O Telescópio Solar Daniel K. Inouye está localizado a mais de 3.000 metros de altitude no Haleakalā, na ilha de Maui; ele conta com um espelho primário de cerca de quatro metros de diâmetro, 7,5 centímetros de espessura e peso aproximado de 3,6 toneladas.
Em essência, trata-se de uma versão gigantesca daquela experiência de infância em que se concentra a luz solar com uma lupa: quando o espelho capta a radiação e a direciona para o espelho secundário, ele concentra cerca de 12 kW de potência. O próprio Observatório Solar Nacional oferece uma comparação ilustrativa: essa energia é suficiente para estourar um pacote de pipoca em cerca de 20 segundos.
12 km de tubulações para mantê-lo resfriado
O telescópio precisa combater esse calor em praticamente todos os pontos da instalação. Mais de sete milhas — cerca de 12 quilômetros — de tubulações distribuem um fluido de resfriamento chamado Dynalene, que circula em 13 temperaturas controladas de forma independente; algumas se ajustam continuamente às condições do ambiente externo, enquanto outras permanecem constantes.
A cúpula também é equipada com ventiladores enormes (com cerca de 6,5 metros de tamanho) e aberturas de ventilação que aproveitam os ventos de Maui para expelir o ar quente, uma vez que mesmo pequenas diferenças de temperatura ao redor do telescópio podem criar turbulências capazes de prejudicar imagens que dependem de extrema precisão.
Telescópio Solar Daniel K. Inouye à esquerda
E gelo equivalente a uma piscina todas as noites
Parte desse sistema baseia-se em uma solução surpreendentemente simples: produzir gelo após o pôr do sol. O observatório aproveita o período noturno para produzir uma quantidade de gelo aproximadamente equivalente a uma piscina; isso armazena energia térmica e auxilia o sistema de resfriamento durante as observações do dia seguinte.
Mas a barreira final situa-se exatamente onde a radiação atinge sua concentração máxima: um disco metálico resfriado a líquido, conhecido como "heat-stop" (bloqueador de calor), retém mais de 95% do calor, permitindo a passagem apenas da pequena fração de luz necessária para os instrumentos. Caso o sistema de resfriamento falhe, múltiplos mecanismos de segurança bloqueiam automaticamente o feixe, protegem o espelho e fecham a cúpula.
Imagem de alta resolução da superfície do Sol captada pelo DKIST
Um espelho que levou seis meses para ser polido
O coração do telescópio é uma peça de Zerodur — um material de vitrocerâmica escolhido por sua mínima variação dimensional diante de flutuações de temperatura — fabricada pela empresa alemã Schott. Posteriormente, uma equipe de mais de 50 pessoas na Universidade do Arizona dedicou seis meses ao polimento do componente, trabalhando cerca de 80 horas por semana para obter uma superfície com irregularidades inferiores a dois nanômetros.
Para colocar isso em perspectiva, a precisão é tamanha que o National Solar Observatory utiliza uma analogia memorável: se o espelho fosse ampliado até o tamanho da Terra, sua maior imperfeição teria aproximadamente o tamanho de um grão de areia.
Todo esse esforço visava distinguir detalhes de apenas 20 quilômetros de extensão
Essa dedicação agora rendeu frutos. Em 5 de agosto, o observatório anunciou observações capazes de identificar estruturas de cerca de 20 quilômetros em uma estrela situada a aproximadamente 150 milhões de quilômetros de distância.
As imagens revelaram pequenos redemoinhos nas bordas de estruturas magnéticas solares — redemoinhos associados à instabilidade de Kelvin-Helmholtz. Embora esse fenômeno seja bem conhecido na dinâmica de fluidos, ele nunca havia sido observado com tal nível de detalhe na superfície solar.
Para ilustrar a dificuldade envolvida, o Instituto Max Planck compara a tarefa a distinguir uma moeda de um euro a uma distância de aproximadamente 180 quilômetros.
Esses redemoinhos são mais importantes do que se poderia imaginar
O objetivo não é apenas capturar a fotografia mais detalhada possível; os pesquisadores explicam que um grande desafio na física solar é compreender como os movimentos superficiais retorcem e entrelaçam as linhas do campo magnético, levando, por fim, à liberação da energia acumulada por meio de erupções solares, jatos ou ejeções de massa coronal.
Os minúsculos vórtices observados pelo telescópio Inouye podem desempenhar um papel justamente nesse processo e ajudar a explicar como a energia é transportada para a atmosfera externa do Sol — especificamente para a coroa solar, que atinge temperaturas de milhões de graus.
E isso, em última análise, nos afeta aqui na Terra
Grandes erupções solares podem perturbar satélites, sistemas de GPS, radiocomunicações e redes elétricas; portanto, compreender os mecanismos que inicialmente acumulam essa energia é também um passo para melhorar a previsão do clima espacial.
Como apontado pelo AutoNocion, o paradoxo é que esse resultado surge num momento em que a proposta orçamentária dos EUA para 2027 prevê reduzir o financiamento do telescópio pela metade — de US$ 26,4 milhões para US$ 13 milhões (de R$ 136,3 milhões para R$ 67,1 milhões) —, embora isso seja, por enquanto, apenas uma solicitação presidencial que o Congresso pode alterar.
Washington demonstrou, assim, os esforços extraordinários que seu enorme observatório solar precisa realizar: para distinguir redemoinhos no Sol com apenas algumas dezenas de quilômetros de diâmetro, ele precisa produzir gelo todas as noites e dedicar mais de 95% da energia que capta simplesmente para evitar que o próprio Sol o destrua.
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