Câmera JPCam registra primeira luz e se prepara para mapeamento tridimensional do Universo

Com participação brasileira, projeto J-PAS completa instrumentação no Observatório Astrofísico de Javalambre, Espanha
 
A câmera JPCam, instalada no mês de junho deste ano no telescópio de 2,5m Javalambre Survey Telescope (JST/T250) do Observatório Astrofísico de Javalambre (OAJ), registrou na noite de  29 de junho sua primeira luz técnica, obtendo com sucesso suas primeiras imagens do céu. Com a instalação dessa câmera, o OAJ passa a contar com toda a sua instrumentação definitiva de primeira geração para levar adiante sua atividade científica nos próximos anos.
 
“Primeira luz técnica” ou “primeira luz de engenharia” representa o momento em que um instrumento astronômico é apontado para o céu e coleta pela primeira vez fótons vindos de estrelas e galáxias. Essa etapa tem como objetivo verificar se o funcionamento técnico essencial do telescópio e do instrumento estão de acordo com as especificações técnicas do projeto. 
 
O mosaico da Galáxia de Andrômeda (M31) é a Imagem da Primeira Luz Técnica realizada pela Javalambre Panoramic Camera (JPCam) na noite de 29 de junho de 2020. A Galáxia de Andrômeda, localizada a 2,5 milhões de anos-luz de distância, tem diâmetro angular no céu equivalente a sete luas cheias, sendo o maior objeto extragaláctico que pode ser observado a olho nu a partir do Hemisfério Norte. Crédito: Centro de Estudios de Física del Cosmos de Aragón (CEFCA)
Acima: O mosaico da Galáxia de Andrômeda (M31) é a Imagem da Primeira Luz Técnica realizada pela Javalambre Panoramic Camera (JPCam) na noite de 29 de junho de 2020. A Galáxia de Andrômeda, localizada a 2,5 milhões de anos-luz de distância, tem diâmetro angular no céu equivalente a sete luas cheias, sendo o maior objeto extragaláctico que pode ser observado a olho nu a partir do Hemisfério Norte.
Crédito: Centro de Estudios de Física del Cosmos de Aragón (CEFCA)
 
 
“As primeiras observações da JPCam foram apontamentos a regiões do céu onde se podem observar dezenas de milhares de estrelas em cada exposição, a fim de verificar a qualidade das imagens e sua homogeneidade em todo o campo”, explicou Antonio Marín-Franch, pesquisador do Centro de Estudos de Física dos Cosmos de Aragão (CEFCA), responsável pelo OAJ e gerente de projeto da JPCam. “Tivemos resultados fantásticos, medindo uma qualidade de imagem excelente e homogênea em todo o campo de visão, tal qual esperado”.
 
O conjunto de instrumentos do J-PAS inclui o telescópio JST/T250, a câmera JPCam (Javalambre Panoramic Camera) e os filtros inovadores que permitirão registros em 56 cores do universo. Será o primeiro grande survey (levantamento) astronômico com capacidade de obter dados mais detalhados do espectro óptico dos corpos celestes.
 
A câmera JPCam é o instrumento científico definitivo do telescópio JST/T250 do OAJ e foi desenvolvida para realizar grandes levantamentos do céu. Ela é a segunda maior câmera astronômica do mundo, com mais de 1,2 gigapixel (bilhões de pixels) divididos em um mosaico de 14 detectores científicos que trabalham em alto vácuo e numa temperatura 110ºC abaixo de zero. Com mais de uma tonelada e meia de peso, proporciona a obtenção de imagens com alta resolução em todo seu grande campo de visão. Seriam necessários 570 monitores Full HD para visualizar uma imagem da JPCam sem perda de qualidade.
 
“A nitidez das imagens já nesses primeiros testes atesta a qualidade do trabalho de design e construção da câmera, que teve uma participação central da equipe brasileira”, avaliou Raul Abramo, professor do Instituto de Física (IF) da Universidade de São Paulo (USP) e representante da Universidade no Conselho do J-PAS. Ao lado da USP, a participação brasileira também conta com o Observatório Nacional (ON), enquanto o lado espanhol conta, além do CEFCA, com o Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC).
 
Os parceiros espanhóis foram responsáveis pela construção do Observatório e do telescópio, enquanto a participação brasileira foi essencial para o desenvolvimento e construção da câmera JPCam, assumindo cerca de ⅔ dos mais de 10 milhões de euros investidos neste instrumento. 
 
“A entrada em operação da JPCam é um marco extraordinário para o J-PAS e possibilita o início de fato deste survey, com sua instrumentação completa”, comemorou o astrofísico Laerte Sodré Junior, que é membro do consórcio e professor do Instituto de Astronomia, Geofísica e Ciências Atmosféricas (IAG) da USP. 
 
Ao lado da astrofísica Claudia Mendes de Oliveira, também professora do IAG/USP, Sodré foi responsável por obter e gerir o financiamento da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estados de São Paulo (Fapesp) para o projeto. O Ministério da Ciência e Tecnologia (MCT), a Financiadora de Estudos e Projetos (Finep) e a Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro (Faperj) também disponibilizaram os recursos que viabilizaram a participação brasileira em mais um grande projeto astronômico internacional.
 
“O financiamento foi essencial para a realização de todas as etapas ao longo do processo de dez anos entre a concepção inicial e a finalização deste instrumento”, afirmou o astrônomo especializado em instrumentação Keith Taylor, que trabalhou na JPCam entre 2010 e 2019 por meio de recursos da Fapesp. O extenso período de desenvolvimento reflete a alta complexidade de se integrar os detectores e a eletrônica da câmera, que ficam distribuídos no grande campo de visão do telescópio JST/T250, equivalente à área de 36 luas cheias. Para Sodré, “este exemplo demonstra o longo tempo de maturação e de trabalho de equipes dedicadas para fazer um projeto como este se transformar em realidade.”
 
Foto da Javalambre Panoramic Camera (JPCam) instalada no foco Cassegrain do telescópio JST/T250 do Observatório Astrofísico de Javalambre (OAJ). Nesse tipo de montagem, a câmera fica atrás do espelho principal. A luz capturada pelo telescópio é refletida pelo espelho primário (côncavo) em um espelho secundário (convexo), e então refletida para a câmera, atravessando um pequeno orifício no espelho primário. Crédito: Centro de Estudios de Física del Cosmos de Aragón (CEFCA)
À direita: Foto da Javalambre Panoramic Camera (JPCam) instalada no foco Cassegrain do telescópio JST/T250 do Observatório Astrofísico de Javalambre (OAJ). Nesse tipo de montagem, a câmera fica atrás do espelho principal. A luz capturada pelo telescópio é refletida pelo espelho primário (côncavo) em um espelho secundário (convexo), e então refletida para a câmera, atravessando um pequeno orifício no espelho primário. Crédito: Centro de Estudios de Física del Cosmos de Aragón (CEFCA)
 
 
Após o registro da primeira luz, a equipe de engenheiros do CEFCA iniciará uma etapa de testes e ajustes para aprimoramento dos sistemas da câmera e do telescópio, assim como da infraestrutura de gestão e análise de dados, para que a operação científica do J-PAS seja iniciada. “Isso significa que nos próximos meses daremos início a um dos maiores e mais completos mapas 3D do universo, com imenso potencial para novas descobertas”, explicou Abramo. “Trata-se de um momento muito especial para a astronomia brasileira.”
 
O mapa tridimensional do céu, cobrindo uma área de 8500 graus quadrados visíveis a partir de Javalambre, é a principal missão do J-PAS. A expectativa dos pesquisadores é de que os surveys do J-PAS contribuam de forma significativa em estudos sobre energia escura e a expansão acelerada do universo, além de ajudar a entender a estrutura da Via Láctea e a formação e evolução de outras galáxias. Os dados do J-PAS também poderão ser usados para o estudo sistemático de asteroides no nosso Sistema Solar.
 
Texto: Assessoria de Imprensa CEFCA e Assessoria de Imprensa IAG/USP