O Telescópio Gigante Magalhães (Giant Magellan Telescope, GMT, em inglês) será um dos membros da nova geração de Telescópios Extremamente Grandes, capazes de explorar o cosmos com definição e sensibilidade sem precedente, a entrar em operação. O GMT irá explorar o passado até perto do Big Bang quando as primeiras estrelas, galáxias, e buracos negros estavam se formando. Ele está desenvolvendo tecnologias de ponta em óptica para combinar sete espelhos gigantes, com 8.4 metros de diâmetro cada, para atingir resolução angular 10 vezes superior ao do Telescópio Espacial Hubble (HST) na região infravermelha do espectro. 

Quando entrar em operação — a primeira luz está marcada para 2029 — o telescópio terá embarcado na missão de explorar a origem dos elementos químicos [carbono, oxigênio, nitrogênio e outros] que fazem parte do nosso planeta e dos nossos corpos, formação das primeiras estrelas que apareceram no Universo, além dos mistérios da matéria escura e energia escura. Também, ele irá explorar a atmosfera de exoplanetas distantes procurando por sinais de atividade biológica em torno de outras estrelas da nossa galáxia, a Via Láctea.

O conceito do GMT, assim como o dos outros telescópios da classe Extremamente Grande, tem suas raízes nas discussões da virada do milênio: como aproveitar o sucesso dos telescópios de 8 a 10 m [classe VLT – Very Large Telescope] desenvolvidos nos anos 1980-90. Três tecnologias de espelho primário completamente diferentes — espelhos segmentados (Keck), meniscos monolíticos (Gemini, VLT e Subaru), e espelhos monolíticos estruturados (MMT, Magellan) — haviam conseguido, por volta do ano 2000, produzir telescópios com excelente qualidade de imagem a um baixo custo. Os telescópios Magellan de 6.5 m (Baade 1999 e Clay 2001) produziram imagens excepcionalmente boas num sítio que, embora de boa observação, não se compara com a qualidade da montanha Mauna Kea, no Havaí.

A excelente qualidade de imagem dos telescópios Magellan é devida a uma combinação de espelhos primários bem configurados, controle térmico preciso e sistema de óptica ativa que corrige muitas distorções do espelho primário e reposiciona os espelhos primário e secundários em escalas de tempo de minuto. Já as escalas de tempo térmicas curtas (~20 minutos) dos espelhos do Arizona permitirão monitorar as mudanças de temperatura do ar com grande precisão. 

Ficou claro que aberturas maiores que 8 a 9 metros só poderiam ser atingidas com espelhos primários segmentados ao invés de termos apenas um grande espelho. Isso é devido às propriedades dos materiais tornarem espelhos monolíticos maiores que 9 metros difíceis de fabricar e manusear, a sua óptica é quase impossível. Para diminuir os custos de produção, é preciso que a razão focal [distância focal dividida por diâmetro] do espelho primário seja ainda mais rápida que os espelhos primários dos telescópios atuais que medem entre  8 e 10 m —  f/1.25 (MMT, Magellan) para f/2 (VLT). 

O conceito do GMT surgiu do conceito “20/20” de um  interferômetro baseado em espelhos gêmeos de 21 m rodando num trilho de 100 m de diâmetro. Os telescópios individuais seriam compostos de sete segmentos de espelhos de 8.4 metros de diâmetro com razão focal f/0.7. Este foi o ponto de partida para a concepção do GMT.

O GMT está sendo desenvolvido por um consórcio internacional constituído por universidades e institutos de pesquisa, iniciado em 2004. Os seus primeiros membros foram: o Carnegie Institution for Science, a Universidade do Arizona, a Universidade de Harvard e o Smithsonian Institution. Em 2006, a Universidade do Texas em Austin e a Universidade do Texas A&M se juntaram ao projeto. Elas foram seguidas pelo Korea Astronomy and Space Science Institute (KASI), a Australian National University e a Astronomy Australia Limited, em 2008. Naquele mesmo ano, as instituições fundadoras do GMT formaram uma corporação sem fins lucrativos para gerenciar o desenvolvimento, construção e operação do telescópio. A Universidade de Chicago aderiu ao projeto em 2010, enquanto a FAPESP se uniu em 2014, e em 2021 o Instituto Weizmann de Ciências, de Israel.

Não existe algo que limita naturalmente o tempo de vida de um observatório. Nós o desenhamos para durar por no mínimo 50 anos. Alguns observatórios do passado perderam impacto devido à poluição luminosa de cidades vizinhas, mas o GMT está sendo construído num local com um mínimo de probabilidade futura de poluição luminosa, tendo 300 noites de céu limpo por ano.

Agora que iniciamos a construção do GMT, o maior telescópio da história quando ele entrar em operação, estamos dando um grande passo adiante no entendimento do Universo pela humanidade. O GMT irá vasculhar muito mais profundamente o espaço do que foi feito até agora, abrindo oportunidades de descobertas diferentes das que foram feitas até hoje.

Ele está sendo construído no Observatório Las Campanas (LCO), numa cadeia de montanhas nos Andes Chilenos, no Deserto do Atacama. Com uma altitude de quase 2400m na latitude 29° Sul, a região é conhecida por seu céu escuro, excelente clima e sua qualidade de imagem. Testes extensivos do local, feitos tanto para os telescópios gêmeos Magalhães de 6.5 metros quanto para o GMT, demonstraram que as imagens são bem nítidas (0.5 segundos de arco, ou seja, a largura de um fio de cabelo humano visto por um participante na outra ponta de uma maratona). Embora Las Campanas seja um sítio remoto, longe de cidades, há uma infraestrutura de rodovias bem desenvolvida, com energia elétrica e água de poços profundos, alimentados pela neve derretida das montanhas dos Andes.

Todos os grandes observatórios do mundo estão no topo de montanhas. Essas montanhas são formadas ou por vulcões ou por tectônica de placas, e portanto, envolvem riscos. Desenvolvemos um sistema de engenharia inovador de proteção anti-terremotos, que foi avaliado e aprovado por uma auditoria internacional independente formada por especialistas, para resistir ao mais forte terremoto num período de 500 anos, no sítio de Las Campanas.

O GMT cobrirá uma ampla gama de assuntos, mas será especializado em algumas áreas como: formação de estrelas e sistemas planetários, propriedades dos exoplanetas, populações estelares e evolução química, formação de galáxias, matéria escura, energia escura e física fundamental, reionização do Universo e fenômenos transientes. Para informações mais detalhadas, leia o Giant Magellan Telescope Science Book 2018.

O plano de operações prevê o arquivo de dados e requer que todos os instrumentos encontrem meios para que sejam acessíveis e que estejam em formato que possibilite o uso de cientistas de todo o mundo. Também, o projeto está em busca de sócios adicionais e está aberto a instituições de todo o mundo. Sócios podem aderir durante a fase de construção [fundadores] ou podem participar na fase de operações [participantes]. 

O modelo para dividir tempo de observação é tal que, quanto antes um novo sócio aderir, maior a fração de tempo a que ele tem direito por valor monetário. Recentemente, a National Science Foundation (NSF) dos Estados Unidos fez uma primeira doação de US $17,5 milhões para garantir acesso dos EUA na proporção do investimento com dinheiro público americano. Esse valor permitirá a construção de dois bancos de testes de fases para o desenvolvimento de tecnologia de ponta por engenheiros. Você pode obter mais informações sobre isso no site do escritório do projeto.

Um dos nossos membros fundadores, o Carnegie Institution for Science, tem sido proprietário do sítio Las Campanas desde o final dos anos 1960. Temos excelentes relações com o governo chileno e as autoridades locais, e temos todas as permissões necessárias em mãos.