Essas incríveis fotos espaciais foram tiradas usando técnicas avançadas para revelar algumas das maravilhas do universo

A fotografia espacial produz exibições sobrenaturais impressionantes de formas intrincadas e cores intensas, mas também se tornou essencial nas tentativas dos astrônomos de compreender o universo. Desde que a primeira foto astronômica da lua foi tirada em 1840, a tecnologia avançou para permitir que os cientistas obtenham as imagens cósmicas mais nítidas e precisas.

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Câmeras de campo amplo permitem que câmeras orbitais capturem uma área estendida, enquanto a captura de objetos em infravermelho, raio-X e outros comprimentos de onda revelam os detalhes de explosões, colisões e outros eventos cósmicos. Por exemplo, ao observar o espaço usando apenas luz visível, os astrônomos seriam incapazes de identificar as características de alta energia dentro do universo, como buracos negros. Usando a fotografia de raios-X, os cientistas podem observar os buracos negros roubando energia de seus arredores e reemitindo-a na forma de jatos de alta energia. 

A luz visível tem comprimentos de onda curtos, o que significa que é mais provável que ricocheteie nas partículas circundantes e se espalhe. Ao observar imagens espaciais usando telescópios infravermelhos, os comprimentos de onda mais longos detectados podem viajar com mais eficácia por partes mais empoeiradas do espaço. A radiação infravermelha pode ser emitida por material que não é brilhante o suficiente para ser visualizado usando luz visível e mostra ao visualizador regiões que antes eram invisíveis. 

Aqui, explicamos como algumas de nossas imagens favoritas do espaço foram tiradas.

Trânsito de Vênus

Apenas sete trânsito de Vênus foram testemunhados desde que o telescópio foi inventado há 400 anos. Crédito da imagem: JAXA/NASA/Hinode

Nesta foto, que é uma composição de lapso de tempo de várias imagens, Vênus pode ser visto movendo-se ao longo do sol. Não só a imagem é um espetáculo impressionante, mas a ocasião em si é uma raridade. Ele se repete em um padrão a cada 243 anos - a próxima vez que poderá ser visto será em 2117. 

A fotografia de close-up, tirada pelo Solar Dynamics Observatory (SDO), mostra pequenos detalhes na superfície do sol. O contraste do lado noturno de Vênus como um pequeno disco preto sobre o sol forte e brilhante dá a esta imagem o impacto dramático final. O instrumento usado para criar esse lapso de tempo foi o Atmospheric Imaging Assembly (AIA), que observa comprimentos de onda na faixa ultravioleta. Esta imagem em particular está exibindo comprimentos de onda de 171 angstroms a fim de mostrar os detalhes hipnotizantes das erupções solares. 

O planeta passou 6 horas e 40 minutos cruzando o sol, com imagens sendo registradas o tempo todo. Os cientistas escolheram 15 fotos, tiradas em intervalos regulares, e as combinaram para traçar a rota do trânsito. 

Aproximando-se de Plutão

A superfície de Plutão é coberta por montanhas, vales e crateras. Crédito da imagem: NASA

No encontro mais próximo de todos os tempos com Plutão, cerca de 7.800 milhas (12.500 quilômetros) acima da superfície, a nave espacial New Horizons da NASA capturou esta imagem do orbe em 14 de julho de 2015. Suas câmeras foram capazes de ampliar para nos mostrar a visão mais detalhada que temos da superfície de Plutão.

A New Horizons realizou um sobrevoo em Plutão para estudar de perto a superfície de Plutão. Isso incluiu mapear a superfície, medir sua temperatura e procurar por quaisquer sinais de atividade ou outras características notáveis. A imagem, que consiste em imagens visíveis e infravermelhas obtidas pela Ralph-MVIC (Multispectral Visible Imaging Camera), exibe uma visão detalhada de 1.100 milhas (1.800 quilômetros) de terreno. 

A superfície pode ser comparada a algumas das paisagens rochosas encontradas na Terra, já que as montanhas vistas nesta imagem chegam a 11.500 pés (3.500 m). Olhando de perto as áreas pálidas na foto, placas de gelo de metano aumentam a aparência de pele de cobra do planeta anão. Esta grande planície coberta de gelo é conhecida como Sputnik Planitia.

Aglomerado de cores

Esta imagem é coordenada por cores, mostrando diferentes estágios do ciclo das estrelas. Crédito da imagem: NASA

Não é sempre que você vê 100.000 estrelas em um só lugar. Mas nesta fotografia, tirada pela Wide Field Camera 3 do Telescópio Espacial Hubble, elas se juntam em uma impressionante variedade panorâmica de vermelhos, laranjas e azuis. O que você está olhando aqui é uma seção do aglomerado de estrelas Omega Centauri - lar de 10 milhões de estrelas. Datando entre 10 bilhões e 12 bilhões de anos, elas brilham a 16.000 anos-luz de distância de nós.

A chave para a criação dessa cena de estrela ativa é a capacidade da câmera de estudar uma grande variedade de comprimentos de onda ao mesmo tempo, desde a luz ultravioleta até o infravermelho próximo. Três filtros foram combinados para produzir esta imagem composta. Dois filtros detectaram comprimentos de onda ultravioleta (F225W e F336W) enquanto o terceiro estudou o infravermelho (F814W). Cada uma das imagens monocromáticas resultantes recebeu um matiz diferente antes de serem mescladas em uma única foto. Os azuis e verdes são resultado dos filtros ultravioleta, enquanto a tonalidade vermelha foi dada aos filtros infravermelhos.

A diversidade de cores significa os diferentes estágios do ciclo de vida da estrela: Pontos amarelos e brancos mostram estrelas no estágio de fusão do hidrogênio - o estágio em que nosso Sol está atualmente; os pontos laranja são estrelas mais velhas, mais frias e maiores; pontos vermelhos são gigantes vermelhas; os pontos azuis são estrelas chegando ao fim de suas vidas, à medida que seu hidrogênio se esgota, e as estrelas agora fundindo hélio para emitir a maior parte de sua luz em comprimentos de onda ultravioleta. Algumas estrelas parecem estar quase se tocando, embora a distância entre quaisquer duas estrelas na imagem seja de cerca de um terço de um ano-luz. Se a Terra estivesse localizada dentro deste aglomerado de estrelas, nossos céus noturnos seriam cerca de 100 vezes mais brilhantes.

Bolha de Hubble

Esta é a NGC 7635, também chamada Nebulosa da Bolha. Crédito da imagem: Alamy

Tirada em 2016, a primeira imagem do Hubble de uma nebulosa completa mostra um "balão" cheio de cores em detalhes surpreendentes. Esta imagem foi a terceira tentativa de tal foto; a primeira sofria de manchas e a segunda não tinha um campo de visão amplo o suficiente. No entanto, o resultado final definitivamente valeu a espera. 

A estrela brilhante vista dentro da nebulosa bolha, ligeiramente à esquerda do centro, está criando esta imensa esfera. Usando seus fortes ventos de radiação, a estrela, que tem entre 10 e 20 vezes a massa do nosso Sol, expele as nuvens de poeira espacial ao seu redor. Essa bolha é aquecida por radiação, produzindo essa esfera de cores contrastantes. 

A imagem foi tirada pelo Hubble's Wield Field Camera 3; diferentes filtros de luz visível isolaram os comprimentos de onda específicos vinculados a diferentes elementos. O primeiro era um filtro O III, que captava a presença de oxigênio. O filtro H-alfa visualizou onde o hidrogênio estava sendo liberado e o filtro N II exibiu nitrogênio. Esses filtros ajudaram a dissecar a nebulosa e permitiram aos astrônomos entender melhor a dinâmica dessa nuvem interestelar. As três imagens produzidas foram codificadas por cores (azul para oxigênio, verde para hidrogênio e vermelho para nitrogênio) e combinadas para criar esta foto composta.

Olhos no céu

Essas galáxias em colisão estão a 140 milhões de anos-luz de distância da Terra. Crédito da imagem: NASA/JPL-Caltech/STScl/Vassar

Quando as galáxias colidem, às vezes elas se fundem em uma supergaláxia. Esse é o caso dessas duas galáxias, que se combinaram para criar um par de olhos no céu. A NGC 2207 e a IC 2163 estão juntas há cerca de 40 milhões de anos. Lutando entre si enquanto enormes forças gravitacionais agem nos sistemas estelares internos, esses dois olhos galácticos um dia se combinarão em um único olho grande. 

Os vermelhos e verdes incorporados nesta imagem lembram uma máscara que poderia pertencer a algum tipo de supervilão, mas este esquema de cores é obra de dois telescópios. O Telescópio Espacial Spitzer da NASA contribuiu com os dados infravermelhos formando a maioria do vermelho, enquanto os dados visíveis do Telescópio Espacial Hubble capturaram os azuis e verdes. As seções infravermelhas mostram aos astrônomos a presença de poeira quente, que pode ser usada para criar novas estrelas ou planetas. 

O centro das galáxias, obtido pelo Hubble, destaca a brilhante luz das estrelas. O contraste nas imagens também revela aglomerados de estrelas recém-nascidas dentro da poeira, que os cientistas descobriram terem se formado quando as galáxias se combinaram.

Brilho galáctico

A Galaxia Whirlpool fica na constelação de Canes Venatici. Crédito da imagem: NASA (NASA/CXC/Wesleyan Univ./R. Kilgard/STScl)

Messier 51, também conhecida como Galáxia Whirlpool, forma uma espiral espetacular. Como uma galáxia semelhante em forma à Via Láctea, mas voltada para a Terra, ela nos ajuda a entender a formação de nosso próprio lar galáctico. As imagens do Observatório de raios-X Chandra da NASA, mostradas em roxo, combinam-se com as imagens ópticas do Telescópio Espacial Hubble, mostradas como áreas vermelhas e azuis, para criar uma representação deliciosamente detalhada desse redemoinho estelar.

Depois de passar mais de 250 horas observando a área, o Chandra detectou 500 fontes de raios-X. Os astrônomos acreditam que a maior parte da luz roxa que representa essas fontes vem de sistemas que hospedam uma estrela de nêutrons densa.

Galáxia em forma de sombrero

A galáxia do Sombrero é cercada por 1.900 aglomerados globulares. Crédito da imagem: equipe NASA/Hubble Heritage

O disco plano no céu que forma a Galáxia do Sombrero é capturado em detalhes tão sutis que os cientistas ainda não conseguiram entender sua composição completa. 

Como um frisbee (Frisbee é um objeto em forma de disco) preso no abismo, esta imagem faz a galáxia parecer fina e frágil. No entanto, com uma massa 800 bilhões de vezes a do Sol, é um dos maiores objetos conhecidos. Acredita-se que bem no centro haja um grande buraco negro cercado por 2.000 aglomerados globulares - 10 vezes mais do que em nossa Via Láctea. 

Este disco intrincado foi montado usando seis observações do telescópio Hubble. Isso a torna a imagem mais detalhada da galáxia Sombrero capturada na luz visível. A galáxia, oficialmente conhecida como Messier 104, tem um diâmetro quase um quinto do da lua cheia. Combinando imagens de toda a galáxia, esta é uma das maiores imagens em mosaico do Hubble.

Pilares da Criação

Essas torres de gás e poeira foram capturadas com incrível clareza. Crédito da imagem: Alamy

Como um castelo abstrato no céu, esta imagem distinta de denso gás interestelar e poeira captura a criação de novas estrelas. Esta fotografia, que foi tirada pelo Telescópio Espacial Hubble, mostra matéria espacial a 6.500 anos-luz de distância da Terra. As altas verticais, formadas na Nebulosa da Águia, são formadas por ventos estelares de outras estrelas próximas. 

A produção desta foto não foi tão simples quanto uma foto na hora certa. Os astrônomos Jeff Hester e Paul Scowen habilmente compuseram a imagem original em 1995, combinando 32 imagens separadas de quatro câmeras diferentes. Essas quatro câmeras faziam parte do Wide Field and Planetary Camera 2 (WFPC2). A bordo do telescópio Hubble, o WFPC2 tinha o tamanho de um piano de cauda. Cada uma de suas câmeras utilizou quatro filtros e capturou duas imagens de uma parte diferente dos pilares. 

Em 2015, a imagem original foi revisitada para formar esta versão. Usando uma câmera do Hubble atualizada, a Wide Field Camera 3, filtros foram usados para mostrar oxigênio, hidrogênio e enxofre brilhantes em uma imagem mais nítida. Usando comprimentos de onda infravermelhos que foram capazes de viajar mais longe através do gás denso e da poeira, os astrônomos foram capazes de observar a nebulosa com mais detalhes.

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Referência: 

HARVEY, Ailsa. Amazing astrophotography: How some of the most iconic space images were captured. Live Science, 15, jun. 2021. How It Works magazine. Disponível em: <https://www.livescience.com/amazing-astrophotography-images.html>. Acesso em: 15, jun. 2021.

Marcello Franciolle F T I P E
Founder - Gaia Ciência

Marcello é fundador da Gaia Ciência, que é um periódico científico que foi pensado para ser uma ferramenta para entender o universo e o mundo em que vivemos, com temas candentes e fascinantes sobre o Universo e Ciências da Terra para inspirar e encantar as pessoas. Ele é graduando em Administração pelo Centro Universitário N. Sra. do Patrocínio (CEUNSP) – frequentou a Universidade de Sorocaba (UNISO); graduação em Análise de Sistemas e onde participou do Encontro de Pesquisadores e Iniciação Científica (EPIC). Suas paixões são literatura, filosofia, poesia e claro ciência.