Objetos astronômicos, como estrelas e planetas, não costumam desaparecer de um dia para o outro. Pelo menos, não deveriam, ou então algo bastante gigantesco estaria acontecendo pelo Universo. Teorias da conspiração à parte, esse foi o cenário com o qual Denis Furtado de Andrade, funcionário do IAG e doutorando da Poli, se deparou no telescópio Soar (Southern Astrophysical Research Telescope), localizado no Chile. Através de pesquisas com a câmera astronômica utilizada, o pesquisador percebeu uma relação direta entre a pressão interna do dispositivo e o ganho de luz proporcionado na imagem obtida, algo que não era considerado na construção do telescópio até então.

Andrade explica que a câmera astronômica do instrumento BTFI (Brazilian Tunable Filter Imager), tem dificuldade em diferenciar luz e calor, o que afetava a quantidade de luz captada nas imagens. “Depois de vários testes, constatamos que o elemento que resfria a câmera interna ― chamado dedo frio ― não conseguia garantir que a temperatura do dispositivo permanecesse uniforme. Para resfriar a câmera, tínhamos que deixá-la sob vácuo, ou seja, abaixar a pressão”, afirma.

Até então, acreditava-se que bastava existir uma pressão interna baixa o suficiente para garantir a segurança do equipamento, mas o pesquisador levantou a hipótese de que havia uma relação entre o valor da pressão e o comportamento do sensor de luz (CCD), algo inédito até então. “Uma condição que deveria ser só de controle influenciou no comportamento térmico e eletrônico da câmera como um todo”, observa. “Para cada faixa de vácuo, a câmera vai se comportar de uma forma”.

Faixa de vácuo pode parecer um conceito meio estranho à primeira vista, mas não se trata da ausência total de matéria. É uma denominação utilizada por fabricantes para quantificar a concentração de matéria em um determinado espaço. Ajustando a pressão interna da câmera para a mais adequada, o pesquisador obteve um ganho de luz bastante relevante na captura da imagem. 

Antes de gerar a imagem, a câmera do instrumento BTFI já absorve o sinal de luz amplificado Fonte: Denis Andrade

Andrade faz a analogia do processo ao tempo de exposição de uma câmera fotográfica. Se o obturador da câmera abre e fecha rapidamente, há pouca exposição de luz. Se ele fica aberto por um tempo, captura-se mais luz, resultando em uma imagem mais clara. Mas a capacidade de absorver a luz pode ser ampliada pelo ganho do CCD. “Posso ficar observando algum objeto astronômico por duas horas para ter uma imagem boa”, relata o pesquisador. “Utilizando o ganho do sensor, posso observar por dois segundos”.

Pressão vs. Temperatura

Após regular a pressão, o pesquisador se voltou à questão da temperatura da câmera. Através do levantamento de dados térmicos de sensores posicionados em todo o dispositivo, Andrade realizou modificações mecânicas, como a substituição de materiais por outros, melhores condutores de calor, para atingir maior equilíbrio térmico.

Como esperado, os testes que analisaram o ganho de luz na câmera termicamente balanceada revelaram que ele permaneceu praticamente o mesmo em diferentes valores de pressão, ou seja, uma vez que o dispositivo estivesse alinhado termicamente, ele seria capaz de obter as imagens desejadas independentemente da faixa de vácuo utilizada.