quinta-feira, 27 de outubro de 2011

Exemplo - Aplicações da luz infravermelha na astronomia.

Nós, os mamíferos, recebemos grande parte das informações do mundo exterior através da visão.

A coisa funciona assim: A luz carrega informação sobre a fonte que a emite. Nossos cérebros recebem os dados da luz que nossos olhos coletam, processam a informação e criam para nós um mundo. Neste mundo nos situamos, neste mundo vivemos.

Entretanto, nossos olhos são capazes de trabalhar somente com uma estreita faixa do espectro eletromagnético. Esta faixa é chamada de luz visível. Para o resto do espectro somos cegos. Clique aqui para recordar o conceito.

Por que não usar as demais regiões do espectro eletromagnético para coletar informações?

Naturalmente é isto que acontece. Já estamos usando uma parte do espectro chamada  luz infravermelha em um grande número de aplicações como, por exemplo, nas telecomunicações e na astronomia. 

Se você desejar pode rever o conceito de luz infravermelha clicando aqui. Para rever o conceito de espectro eletromagnético clique aqui.

A Nasa está usando a luz infravermelha para detectar asteróides próximos à Terra. O projeto WISE (Wide Field Infrared Survey Explorer) utiliza-se de um telescópio em órbita que observa o espaço na faixa do infravermelho.

Este tipo de luz pode fornecer informações em situações em que a luz branca do sol é impotente. Por exemplo, na figura abaixo temos duas canecas iguais. Elas estão iluminadas com luz branca.



Uma delas está cheia com café bem quente. Você poderia identificar qual delas apenas observando a foto? Claro que não!. A caneca com café quente está emitindo luz infravermelha mas nossos olhos não enxergam nesta faixa de luz.

Vamos observar a mesma foto. Desta vez a iluminação é fornecida por uma fonte de luz infravermelha.



Agora podemos identificar a caneca com café quente. Ela aparece na cor branca, segura pela mão direita da mulher. A outra caneca aparece negra pois não emite luz infravermelha. Lembre-se, no entanto, que estas cores são falsas. 

Nestas fotografias adota-se uma escala de cores falsas com o objetivo de se conseguir uma melhor visualização: Quando mais próximo do branco mais intensa é a luz infravermelha.

Repare que o corpo da mulher emite radiação infravermelha mais intensa que a sua roupa. Do rosto, as partes mais frias são os cabelos e o nariz.

A animação abaixo, produzida pelo Laboratório de propulsão a jato, do Califórnia Institute of Technologhy, ilustra as vantagens do uso da luz infravermelha na astronomia. Neste caso trata-se da procura por asteróides.  Ela mostra dois asteróides semelhantes.

Eles estão iluminados pela luz solar. O da esquerda da página reflete fortemente a luz que recebe, por isto brilha; o da direita absorve a maior parte dela, por isto aparece quase negro. Esta propriedade se chama Albedo.

O asteróide que brilha possui albedo alto. Agora, na animação, eles são colocados a uma grande distância.

Como você notará, observando o vídeo, este tipo de asteróide é facilmente observado contra o fundo de estrelas fixas pois reflete grande parte da luz solar na faixa da luz visível. O outro asteróide, de baixo albedo, não pode ser observado pois absorve grande parte da luz que recebe.

Por outro lado, todos os asteróides enviam para o espaço, como energia térmica, grande parte da  energia recebida da luz solar. Esta radiação está na faixa do infravermelho.

A intensidade desta radiação não depende do albedo do asteróide mas do  seu tamanho. Repare, ao final do vídeo, que ambos os asteróides podem ser facilmente detectados quando observados na faixa do infravermelho.





Assim, telescópios que trabalham com luz infravermelha, como o WISE, são melhores para encontrar asteróides e para determinar o seu tamanho.



Produção da animação e mais informações: NASA/JPL-Caltech

Imagens das canecas e outros objetivos do WISE: Wide Infrared Survey Explorer

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