Telescópio de raios X Einstein Probe divulga primeiras imagens tiradas com ‘visão de lagosta’

Uma vista panorâmica da Via Láctea em raios X obtida pelo Telescópio de raios X de campo amplo da Sonda Einstein. (Crédito da imagem: EPSC/NAO”CAS/DSS/ESO)

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Estrelas brilhantes, explosões de buracos negros e raios gama são apenas alguns dos objetos exóticos cósmicos que a Sonda Einstein irá caçar.

Uma missão conjunta de um telescópio de raios X chinês e europeu, chamada Einstein Probe, está a observar com sucesso o Universo em modo panorâmico, com um design de telescópio que imita os olhos das lagostas.

A Sonda Einstein, lançada em 9 de janeiro a bordo de um foguete chinês Long March, está atualmente passando por testes e calibração de seus instrumentos enquanto orbita a Terra a uma altitude de 600 quilômetros (373 milhas).

As suas primeiras observações foram reveladas num simpósio em Pequim.

O problema com os raios X é que eles têm uma energia tão alta que são difíceis de capturar com um detector padrão.

As lentes não funcionam porque os raios X são muito poderosos para serem facilmente refratados, e um raio X atingindo um espelho de frente simplesmente passará através desse espelho.

Em vez disso, a detecção de raios X só é possível quando estes raios atingem uma superfície reflectora num ângulo raso.

A partir daí, os raios podem ser direcionados para um detector específico de raios X.

No entanto, esse mecanismo apresenta um certo problema.

Isso significa que um telescópio de raios X geralmente só consegue detectar raios X ao longo de um campo de visão estreito; fora desse campo de visão, os raios X atingiriam um ângulo muito grande.

Acontece que as lagostas são a solução – quero dizer, a visão da lagosta.

Além do mais, os cientistas adotaram esta ideia básica no final da década de 1970, mas foram necessárias décadas para adaptar com sucesso essa ideia para uso em telescópios de raios X no espaço.

Os olhos humanos operam com base no princípio da refração através de uma lente, também conhecida como córnea.

As lagostas, por outro lado, utilizam a reflexão.

Seus olhos são uma composição de pequenos tubos dispostos como poros quadrados paralelos na superfície dos olhos, com cada tubo apontando em uma direção diferente.

A luz entra nos tubos e é refletida até a retina.

Enquanto a visão humana abrange um campo de cerca de 120 graus, as lagostas têm uma visão panorâmica de 180 graus.

A visão de raios X do olho de lagosta já foi implantada em missões que estudam o vento solar, em missões interplanetárias e em uma missão de demonstração de tecnologia chamada LEIA (Lobster Eye Imager for Astronomy) em 2022.

A Sonda Einstein, no entanto, é a primeira a empregar óptica olho de lagosta em um telescópio espacial.

Seu Telescópio de Raios X de Campo Amplo (WXT) inspira-se no design do olho de uma lagosta, com centenas de milhares de tubos dispostos em 12 módulos posicionados de forma que o WXT possa captar um campo de visão que abrange mais de 3.600 graus quadrados.

, igual a um décimo primeiro do céu, em uma única foto.

Em apenas três órbitas, o WXT pode visualizar todo o céu em raios X.

À esquerda estão imagens microscópicas do olho de uma lagosta, com milhares de minúsculos poros quadrados ligados a tubos que direcionam a luz para a retina da lagosta por meio de reflexão. À direita está um diagrama do tamanho desses poros quadrados. (Crédito da imagem: ESA/J. Camp)

A WXT está procurando por coisas que surgem durante a noite: os chamados transientes de raios X, que geralmente são eventos aleatórios ou únicos, como a explosão de uma estrela ou um buraco negro adormecido que repentinamente se ilumina com atividade ao engolir uma pequena parcela de matéria.

.

Também inclui fenômenos como a explosão de estrelas e a fusão de estrelas de nêutrons, que são a fonte de ondas gravitacionais que reverberam por todo o cosmos.

Este amplo campo de visão deverá, portanto, permitir ao WXT aumentar enormemente o nosso conhecimento destes transientes.

Para complementar a visão panorâmica do WXT, a Sonda Einstein também carrega a bordo um segundo telescópio, conhecido como Follow-up X-ray Telescope (FXT), que é um detector de raios X mais tradicional com um campo de visão mais estreito.

O FXT oferece observações mais detalhadas e aproximadas de quaisquer transientes descobertos pelo WXT.

Mesmo ainda em fase de testes, o WXT em especial já está comprovando seu propósito.

O simpósio de Pequim revelou que o WXT encontrou o seu primeiro transiente de raios X em 19 de fevereiro, um evento associado a uma longa explosão de raios gama produzida pela destruição de uma estrela massiva.

Desde então, o WXT descobriu outros 141 transientes, incluindo 127 estrelas que desencadearam explosões de raios-X.

O aglomerado globular Omega Centauri, fotografado pelo Telescópio de Raios-X de Acompanhamento da Sonda Einstein. Os raios X estão sendo emitidos a partir de sistemas binários onde o material de uma estrela se acumula em uma estrela de nêutrons ou buraco negro. (Crédito da imagem: Academia Chinesa de Ciências)

A FXT também esteve ocupada durante este período de teste, acompanhando um transiente de raios X descoberto em 20 de março – nada menos do que o WXT – bem como criando imagens de vários objetos bem conhecidos em raios X, incluindo um remanescente de supernova chamado Puppis A e o aglomerado globular gigante Omega Centauri.

“Estou muito feliz por ver as primeiras observações da Sonda Einstein, que mostram a capacidade da missão de estudar vastas extensões do céu de raios X e descobrir rapidamente novas fontes celestes”, disse Carole Mundell, Diretora de Ciência da Agência Espacial Europeia.

em um comunicado.

“Estes dados iniciais dão-nos uma visão tentadora do universo dinâmico de alta energia que em breve estará ao alcance das nossas comunidades científicas.”

Uma ilustração da Sonda Einstein no espaço. (Crédito da imagem: Academia Chinesa de Ciências)

“É surpreendente que, embora os instrumentos ainda não estivessem totalmente calibrados, já pudéssemos realizar uma observação de acompanhamento crítica em termos de tempo usando o instrumento FXT de um transiente rápido de raios X detectado pela primeira vez pelo WXT”, acrescentou Erik Kuulkers, que está o Cientista do Projeto da Agência Espacial Europeia para a Sonda Einstein.

“Isso mostra do que a Sonda Einstein será capaz durante sua pesquisa.” Essa pesquisa durará inicialmente três anos e deverá começar em junho, assim que os testes forem oficialmente concluídos.

Os dados divulgados no recente simpósio são uma prévia do que podemos esperar.

O remanescente da supernova Puppis A, fotografado pelo Telescópio de Raios-X de Acompanhamento da Sonda Einstein. (Crédito da imagem: Academia Chinesa de Ciências)

A Sonda Einstein é uma colaboração entre não apenas a Academia Chinesa de Ciências e a Agência Espacial Europeia, mas também o Instituto Max Planck de Física Extraterrestre (MPE) na Alemanha e o Centro Nacional de Estudos Espaciais (CNES) na França.

As suas descobertas fornecerão um enorme catálogo de objetos para a próxima missão europeia NewAthena (Telescópio Avançado para Astrofísica de Alta Energia), que está atualmente em fase de estudo.

Planejado para ser o telescópio de raios X mais poderoso já construído, esse instrumento está previsto para ser lançado por volta de 2037.


Publicado em 01/05/2024 19h59

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