Os segredos escondidos na vasta extensão do espaço sideral intrigam a humanidade há séculos. A invenção do telescópio óptico durante o século 17 permitiu que os humanos vissem estrelas aparecendo como meros pontos cintilantes no céu noturno. Graças às inovações científicas nos próximos quatro séculos, agora podemos lançar telescópios no espaço para ver melhor os objetos astronômicos e até estudá-los em comprimentos de onda além do espectro visível. O Imaging X-ray Polarimetry Explorer (IXPE) lançado pela NASA em 9 de dezembro de 2021 é uma dessas expedições ao cosmos.
O IXPE é um observatório espacial desenvolvido em colaboração com a Agência Espacial Italiana (ASI). Ele contém três telescópios idênticos, cada um com um detector de raios-X de imagem sensível à polarização da luz em seu foco. Equipado com isso, o IXPE pode explorar algumas das fontes cósmicas de raios-X mais brilhantes do nosso universo, como pulsares, buracos negros e estrelas de nêutrons. Com uma missão de linha de base de dois anos, o IXPE começará estudando dezenas de fontes de raios X em seu primeiro ano, que será seguido por observações mais detalhadas dos alvos escolhidos no segundo ano.
Concebido em 2017, este projeto multinacional tornou-se realidade em 2021 devido à participação de várias agências espaciais que se uniram para concretizar diferentes aspetos da missão. Um artigo recente publicado no Journal of Astronomical Telescopes, Instruments, and Systems fornece uma descrição detalhada da óptica e detectores do IXPE e os objetivos científicos da missão.
O IXPE foi lançado em um foguete reutilizável Falcon 9 do Centro Espacial Kennedy em uma órbita equatorial a uma altitude de 600 km. Essa órbita foi escolhida para reduzir o fundo de partículas carregadas, maximizar a vida útil do explorador e permitir downloads regulares de dados mais fáceis para estações terrestres primárias e de backup (Quênia e Cingapura, respectivamente). O observatório usa um conjunto de 12 sensores solares, um magnetômetro de três eixos e dois rastreadores de estrelas para manter seu curso no espaço.
Cada telescópio do observatório IXPE compreende um conjunto de módulos de espelho (MMA). O MMA concentra os raios X em unidades detectoras sensíveis à polarização (DUs). As DUs, por sua vez, auxiliam na determinação de energia e posição fornecendo informações de temporização e dados de sensibilidade de polarização. As informações coletadas pelas UDs são retransmitidas para a unidade de serviço do detector (DSU), que processa os dados e os transmite para o solo. Uma lança leve e enrolável é implantada após o lançamento para garantir a distância focal correta e alinhar os MMAs com os DUs. Além disso, existe um mecanismo de rotação de inclinação e inclinação a bordo, que também pode ser usado para alinhar os espelhos com os detectores.
Após os estágios iniciais de alinhamento e calibração, o IXPE iniciou sua missão de linha de base, fornecendo dados de polarização de alta qualidade de várias fontes. Os primeiros dados de imagem foram divulgados em fevereiro. A equipe do IXPE espera que as primeiras imagens mais impressionantes provavelmente venham dos restos da supernova do tipo concha (uma supernova que emite a maior parte de sua radiação de uma concha de material chocado). Eles acreditam que o IXPE também será capaz de visualizar galáxias ativas, o centro galáctico da Via Láctea e “blazars”, um tipo de galáxia que emite poderosos jatos de matéria ionizada e radiação. Isso fornecerá uma oportunidade para aumentar ainda mais o envelope de observações, explorando novos tipos de fontes de interesse particular para obter insights físicos.
“A comunidade astrofísica está ansiosa por essa capacidade – o IXPE abre uma nova janela no céu de raios-X, fornecendo uma sensibilidade de ordem de magnitude mais alta do que os polarímetros de raios-X anteriores no espaço”, disse Megan Eckart, vice-editora do JATIS.
Uma maravilha da ciência e da engenharia, o IXPE fornecerá as primeiras informações sobre polarização de raios X para muitas fontes astronômicas. Com seus telescópios e detectores de última geração, o IXPE tem potencial para ampliar os horizontes do nosso conhecimento sobre o universo.
Publicado em 26/04/2022 08h56
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