Em desenvolvimento desde 2007, o Brazilian Tunable Filter Imager, ou BTFI, é um instrumento especializado projetado especificamente para ser acoplado ao telescópio Soar, construído no Chile em parceria com várias instituições, com 31% de investimento do Brasil, o que equivale a sua parcela de noites observáveis no ano.

O BTFI funciona obtendo várias imagens do alvo a ser observado, cada uma em um diferente comprimento de onda, métrica usada para distinguir a cor da luz que vem de objetos astronômicos com precisão. Unindo todas elas, é criado um cubo de dados, obtendo um espectro de informação de luz para cada pixel da imagem final. Essa técnica é chamada espectroscopia 3D.

Os alvos principais dos quais se deseja obter os espectros 3D produzidos pelo BTFI são objetos extensos que possuem alguma distribuição gasosa com emissão luminosa, conta Bruno Corrêa Quint, pesquisador do IAG-USP (Instituto de Astronomia, Geofísica e Ciências Atmosféricas) que trabalha no Soar e elaborou sua dissertação de mestrado e uma tese estudando e caracterizando o instrumento: “Os casos mais visados são galáxias com núcleos ativos e galáxias em interação. Temos também grande perspectiva de que ele seja utilizado em regiões gasosas de formação estelar e nebulosas planetárias”, elabora.

O custo de um instrumento como esse, incluindo hardware e mão de obra, é estimado em US$ 3,7 milhões . Utilizando pessoal da USP, Inpe (Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais) e LNA (Laboratório Nacional de Astrofísica) para grande parte do trabalho de gerenciamento, eletrônica e desenho mecânico, a projeção inicial de custo para os órgãos investidores como a Fapesp (Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo), foi reduzida para a casa de US$ 700 mil.

A ideia original de uso do BTFI era acoplá-lo ao instrumento SOAR Adaptive Module, ou SAM, responsável por “neutralizar” o efeito da turbulência atmosférica e melhorar a qualidade das imagens obtidas. Porém, a massa e o volume do BTFI acabaram superando o limite para que isso fosse possível, fazendo com que as imagens obtidas pelo instrumento sejam limitadas em qualidade pela instabilidade atmosférica – na astronomia, isso é chamado de seeing-limited.

De acordo com o trabalho realizado por Quint, ainda havia três problemas a serem resolvidos antes que fosse possível iniciar o uso do BTFI, um dos quais foi resolvido em fevereiro. Dos restantes, o primeiro é a falta de qualidade de imagem em um dos modos do aparelho, o de baixa resolução epectral, causado pelas especificações de uma das peças, uma rede de difração holográfica. “A solução deste problema está nas mãos dos fabricantes das redes. Entretanto, o contrato com a empresa que fornecia este tipo de redes já está no final. Sendo assim, não temos muita expectativa que este modo de operação irá ser disponibilizado”.

O segundo problema ainda restante é com os detectores de luz, que têm apresentado um comportamento instável. Atualmente, o engenheiro Denis Andrade, do Departamento de Astronomia do IAG, está no Chile para trabalhar no caso. “Num caso otimista, teremos os detectores funcionando adequadamente até o final deste ano”, supõe Quint. Resolvido esse problema, já será possível disponibilizar o instrumento para uso apenas no modo de alta resolução espectral, o filtro Fabry-Perot. No entanto, para que o instrumento esteja realmente completo, ainda faltam os novos Fabry-Perots que estão sendo fabricados e revestidos com uma película especial na Franca. Estes novos filtros, que representam uma tecnologia de ponta na área, poderão fornecer dados com diferentes resoluções espectrais, de média a alta, o que possibilitará que uma variedade de estudos em astronomia estelar, galáctica e extragaláctica sejam feitos.

Devido aos problemas mencionados anteriormente, nenhum dos dados produzidos pelo BTFI possuía a qualidade necessária para a produção de artigos científicos. Todavia, no começo deste ano, foram obtidos os primeiros cubos de dados de alta qualidade utilizando o Fabry-Perot do SOAR Adaptive Module. “Esta é a alternativa mais realista para o caso em que os novos FPs que estão em fabricação na França não funcionem por alguma razão qualquer e caso o problema com os detectores não seja resolvido”, explica Quint. “Com isso, mesmo que o BTFI não siga em frente, o telescópio contará com um filtro variável que permite obtermos espectros 3D de objetos astronômicos.”

Com sua conclusão prevista há anos, o BTFI sofreu com a inexperiência da comunidade científica brasileira no campo de instrumentação astronômica, conta o pesquisador: “Atualmente, o interesse entre físicos, engenheiros e astrônomos na área é baixo e temos poucos recursos humanos para poder desenvolver tal tecnologia com rapidez e alta qualidade.” A perspectiva da instrumentação astronômica é positiva, no entanto. Recentemente, a Fapesp tem investido muito na área, com projetos como o Telescópio Gigante Magalhães, o radiotelescópio LLAMA e o CTA mini-array. Tais projetos servirão para atrair investimentos da indústria e ajudarão a formar uma nova geração de profissionais na área de instrumentação.

Grande parte do desenvolvimento do BTFI foi feito através de cinco mestrados e dois doutorados, um dos quais está em andamento. “Mesmo que o instrumento não esteja ainda em plena forma, ele contribuiu para a formação de novos profissionais”, Bruno explica. E continua: “Além do mais, fazer instrumentação astronômica, científica em geral, no Brasil é difícil por ser uma área nova e ainda não termos massa crítica. Outro problema são entraves burocráticos. Não é raro ouvirmos histórias de equipamentos brasileiros ficarem meses presos na alfândega”.