O telescópio Chandra é o observatório de raios X da NASA, no ar desde 1999, e ele existe para ver uma coisa que nenhum telescópio comum vê: matéria muito quente e muito violenta. Gás a milhões de graus, o entorno de buracos negros, os restos fervendo de estrelas que explodiram. Luz visível não mostra nada disso, e por dois motivos independentes: o raio X não chega ao chão, porque a atmosfera o segura, e, quando chega a um espelho normal, ele atravessa o espelho. O Chandra resolveu os dois problemas com uma órbita absurda e com espelhos quase deitados, que refletem raio X do jeito que uma pedra quica na água. Este artigo conta como ele funciona e o que ele achou — inclusive esta semana.
O problema: raio X atravessa espelho
Comece pelo que parece detalhe e é o coração da coisa.
Num telescópio comum, a luz bate no espelho quase de frente e volta. Com raio X não funciona: num ângulo próximo da perpendicular, os raios X são absorvidos pela superfície do espelho ou passam direto por ele. A NASA é literal numa das suas páginas de divulgação: os raios X vão atravessar o espelho.
Pense em encostar a mão na água da piscina. De cima para baixo, com a palma na horizontal, a mão afunda. Quase deitada, rente à superfície, ela escorrega e espirra em vez de entrar. É a mesma intuição, e é exatamente a saída que a física do raio X permite.
A solução: espelhos quase deitados, como pedra quicando na água
A técnica se chama incidência rasante: em vez de apontar o espelho para a fonte, deita-se o espelho quase paralelo ao caminho do raio. Em ângulos muito pequenos, o raio X reflete com eficiência enorme — e a comparação que a própria NASA usa é a melhor possível: nessa condição, os raios X refletem na superfície do espelho como pedras quicando na superfície de um lago.
A consequência prática é que um telescópio de raios X não se parece em nada com o telescópio do seu imaginário. Em vez de um prato côncavo, ele é feito de cilindros afunilados encaixados um dentro do outro, como aquelas formas de bolo de diâmetros diferentes empilhadas, todas apontando para o mesmo foco lá na frente. O Chandra tem quatro pares de espelhos nesse arranjo, e eles mandam a luz para um ponto a dez metros de distância.
E eles são lisos a um ponto difícil de imaginar. A NASA diz que os espelhos foram polidos até a lisura de alguns átomos, e oferece a comparação: se a superfície da Terra tivesse esse acabamento, o maior acidente geográfico do planeta teria menos de dois metros.
O material também é escolhido para o trabalho: as ópticas são revestidas de irídio, metal escolhido pela alta refletividade justamente na faixa do raio X.
O resultado: enxergar 2,4 milímetros a um quilômetro
Antes do lançamento, as medidas do conjunto de espelhos deram menos de 0,5 segundo de arco na medida padrão de nitidez. "Segundo de arco" é a unidade de ângulo que vale 1/3600 de grau.
Traduzindo para algo tangível: meio segundo de arco é a capacidade de distinguir dois pontos separados por 2,4 milímetros a um quilômetro de distância (é conta nossa, e dá para refazer: meio segundo de arco equivale a 2,4 milionésimos de radiano). É a diferença entre ver uma mancha e ver que a mancha são dois objetos.
Comparado com o que existia antes dele, segundo a NASA, o Chandra tem oito vezes mais resolução e detecta fontes mais de vinte vezes mais fracas que qualquer telescópio de raios X anterior.
Por que o nome Chandra
O projeto nasceu de uma proposta não solicitada enviada à NASA em 1976 por Riccardo Giacconi e Harvey Tananbaum. No ano seguinte, o Centro Marshall de Voo Espacial e o Observatório Astrofísico Smithsoniano começaram o estudo que definiria a missão, então chamada de AXAF, sigla em inglês para Instalação Avançada de Astrofísica de Raios X. Nome de engenheiro.
Em 1999, às vésperas do lançamento, a missão foi rebatizada em homenagem a Subrahmanyan Chandrasekhar, ganhador do Nobel. É o mesmo Chandrasekhar do "limite de Chandrasekhar", a massa acima da qual uma anã branca não se sustenta e colapsa — ou seja, o nome do telescópio aponta para o assunto que ele melhor estuda. O que sobra depois de cada tipo de colapso está em O que sobra quando uma estrela morre?.
A carga mais pesada que um ônibus espacial já soltou
O Chandra subiu em 23 de julho de 1999, no ônibus espacial Columbia, na missão STS-93. A comandante era a coronel Eileen Collins, a primeira mulher a comandar um voo do ônibus espacial.
Com o foguete auxiliar acoplado, ele foi a maior e mais pesada carga já solta de um ônibus espacial. A tripulação não enrolou: o telescópio foi liberado poucas horas depois da chegada à órbita, quase a primeira coisa que fizeram. (O Columbia é o mesmo veículo que se perderia em 2003, história contada em Challenger e Columbia: os desastres do ônibus espacial.)
Depois de separado do foguete auxiliar, o Chandra sozinho tem 13,8 metros de comprimento — um ônibus urbano — por 4,2 metros de diâmetro, com 19,5 metros de envergadura de painel solar, mais que o comprimento de uma quadra de vôlei, que tem 18 metros. Pesa 4.800 quilos. Foram necessárias cinco queimas do próprio motor dele, a última quinze dias após o lançamento, para colocá-lo na órbita final.
A órbita que vai a um terço do caminho da Lua
| Item | Valor |
|---|---|
| Lançamento | 23 de julho de 1999, ônibus espacial Columbia (STS-93) |
| Ponto mais distante da órbita | 140.000 km (um terço do caminho até a Lua) |
| Ponto mais próximo | 10.000 km |
| Duração de uma volta | 63,5 horas |
| Tempo acima dos cinturões de radiação | mais de 75% de cada volta |
| Comprimento / massa | 13,8 m / 4.800 kg |
| Vida útil de projeto | 5 anos |
Essa órbita é o segundo truque da missão, e é tão importante quanto os espelhos.
O Chandra não fica em órbita baixa como o Hubble. Ele sobe a 140.000 km, que a NASA descreve como um terço do caminho até a Lua, e desce até 10.000 km, numa volta que leva 63,5 horas, pouco mais de dois dias e meio.
O motivo é higiene. Em volta da Terra existem faixas de partículas presas pelo campo magnético, que chiam em qualquer detector sensível; elas estão explicadas em O que é o cinturão de Van Allen?. Numa órbita tão alongada, o Chandra passa mais de 75% do tempo acima dessas faixas — e é nesse pedaço limpo da volta que ele observa. Em compensação, nada de conserto: o Hubble recebeu cinco visitas de astronautas; a 140.000 km de altura, ninguém nunca vai buscar o Chandra. A comparação com o telescópio que todo mundo conhece está em Telescópio Hubble: o que é e o que ele já descobriu.
A vida útil de projeto era de cinco anos. O gás de manobra, único item perecível a bordo, foi dimensionado para mais de dez. Em 2026 a NASA ainda classifica a missão como ativa: são vinte e sete anos de operação.
A primeira imagem já veio com uma descoberta
Em 12 de agosto de 1999, menos de três semanas depois do lançamento, o Chandra focalizou raios X pela primeira vez. O alvo foi Cassiopeia A, o que sobrou de uma estrela que explodiu há cerca de 300 anos.
A imagem não foi só bonita. No meio dela havia um ponto brilhante que ninguém tinha visto antes: a primeira detecção do objeto compacto — provavelmente uma estrela de nêutrons — criado no colapso daquela estrela. Primeira luz, primeira descoberta.
O que ele está fazendo agora
Vinte e sete anos depois, continua trabalhando. Em 14 de outubro de 2026, a NASA publicou um resultado em que o Chandra e o telescópio europeu eROSITA encontraram gás difuso e quente no lugar de uma estrutura de rádio apelidada de "clave de sol", dentro de um aglomerado de galáxias.
O detalhe que faz o trabalho é típico do que só raio X entrega: a imagem de raios X é mais brilhante à esquerda e à direita do centro do aglomerado, e é essa assimetria que indica a direção da colisão entre os aglomerados — da esquerda para a direita. A batida empurrou partículas carregadas para fora a velocidades próximas à da luz, e são elas que acendem a estrutura em ondas de rádio. O trabalho foi liderado por Andrea Botteon, do Instituto Nacional de Astrofísica da Itália, e publicado na revista Astronomy & Astrophysics.
É um bom resumo do que o telescópio faz: ninguém enxerga gás a milhões de graus; o Chandra enxerga, e, enxergando, consegue dizer de que lado veio o tranco num choque entre aglomerados de galáxias a uma distância que a luz leva uma eternidade para atravessar.
