Às vezes, os melhores telescópios da Terra precisam de um pouco de ajuda para fazer observações mais significativas. A NASA anunciou ontem que decidiu financiar a missão Imaging X-ray Polarimetry Explorer (IXPE), um telescópio de raio X polarizado, para ajudar os telescópios maiores a explorar alguns dos fenômenos espaciais mais estranhos, incluindo os restos mortais de estrelas e os faróis galáticos chamados pulsares.
A NASA já tem alguns ótimos telescópios de raio X, especialmente o Chandra X-Ray Observatory. O IXPE, no entanto é especial no sentido de ser capaz de medir raios X polarizados. Raios de luz geralmente não são polarizados, o que quer dizer que as vibrações das ondas acontecem em muitas direções. A polarização realinha as vibrações para uma direção específica, ou conjunto de direções, por exemplo para cima e para baixo ou em um círculo. Nenhum outro telescópio da NASA consegue analisar esses raios que são organizados de maneira específica. Paul Hertz, o diretor da Divisão de Astrofísica do Science Mission Directorate da NASA, disse ao Gizmodo.
O IXPE não vai nos apresentar imagens extremamente nítidas como Chandra nos mostra. “É muito mais embaçado”, disse Hertz. Ao invés disso, IXPE vai acrescentar detalhes específicos que Chandra não consegue enxergar de alguns dos mais estranhos objetos espaciais. O telescópio, que está marcado para ser lançado em 2020, é bem mais barato, com um orçamento de cerca de U$188 milhões comparado aos bilhões que financiaram Chandra. Seu financiamento vem do programa Explorers, que é uma espécie de Shark Tank da NASA, no qual os cientistas apresentam propostas de menor escala para a NASA para serem financiadas.
Pela menor escala da missão IXPE, Hertz pensa nela como um teste para ver o quanto os raios X polarizados tem a oferecer. “Se astrônomos decidirem que é informação crítica”, disse Hertz, “podemos imaginar colocar um instrumento como esse em uma próxima Chandra”.
Aqui estão algumas das perguntas astronômicas mais interessantes que o IXPE pode nos ajudar a entender:
Como buracos negros alteram suas galáxias?
A região em torno do Sagitário A, o buraco negro no centro da Via Láctea. Imagem: NASA/CXC/Univ. of Wisconsin/Y.Bai, et al.
Buracos negros são massas tão densas que nem mesmo a luz consegue fugir de sua gravidade. Sua poderosa gravidade também afeta as coisas que os orbitam, que por sua vez podem criar raios X que podem chegar até nós. Chandra tirou essa foto do Sagitarius A, o buraco negro gigante no centro da nossa galáxia, a Via Láctea. A região do laranja mais claro no centro da imagem representa a luz que cerca o buraco negro. Detalhe que a imagem mostra os raios X convertidos em cores de luz visível, não é como nós humanos enxergaríamos a olho nu.
O IXPE vai melhorar o nosso conhecimento dos buracos negros e como eles afetam o espaço ao seu redor, disse Hertz. “Se um buraco negro está em rotação, ele distorce o espaço ao seu redor”, o que pode polarizar os raios X, ele disse. “O IXPE pode detectar isso, algo que Chandra não consegue fazer”.
O que está acontecendo com esses imãs estelares gigantescos?
Uma imagem composta da Nebulosa do Caranguejo e seu pulsar, o ponto brilhoso no centro. Imagem: Raio-x: NASA/CXC/SAO/F.Seward; Optical: NASA/ESA/ASU/J.Hester & A.Loll; Infrared: NASA/JPL-Caltech/Univ. Minn./R.Gehrz.
Pulsares são um tipo de estrela de nêutron rotativas, outro objeto incrivelmente denso que distorce o espaço ao seu redor, resultante de uma estrela que se esvaiu. Pulsares também tem fortes campos magnéticos, e emitem raios de radiação conforme giram, mais ou menos como um farol. O pulsar na imagem acima fica bem no centro da Nebulosa do Caranguejo, o que restou de uma supernova.
“Existe um debate entre os astrônomos sobre qual seria o formato do campo magnético” ao redor dos pulsares, diz Hertz. “As diferentes teorias… Nos fornecem diferentes sinais de polarização”. O IXPE vai ajudar os cientistas a entender que teoria é correta. Entender melhor os pulsares é muito importante para os astrônomos, já que as massas giratórias são relógios extremamente precisos, então seus brilhos conforme giram nos ajudam a medir as imensas distâncias do espaço.
Como e por que estrelas explodem?
Uma imagem composta de uma remanescente da supernovaG299.2-2.9. Imagem: Raio-X: NASA/CXC/U.Texas/S.Post et al, Infrared: 2MASS/UMass/IPAC-Caltech/NASA/NSF.
Supernovas, estrelas que morreram de maneira explosiva, deixam para trás sobras quentes e brilhantes, como nessa imagem tirada por Chandra. Diferente de pulsares e buracos negros, os raios X não vem de uma única fonte, mas de um campo estendido.
Observar os raios X polarizados “vai permitir nos dizer algo sobre as estrelas que explodiram, sua estrutura magnética, como elas explodiram e como a estrela transmitiu seu campo magnético para as sobras da supernova”, disse Hertz. “Isso é algo que nós nunca conseguimos fazer antes. As pessoas que querem entender como as supernovas acontecem estão empolgadas com essa possibilidade”.
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A região em torno do Sagitário A, o buraco negro no centro da Via Láctea. Imagem: NASA/CXC/Univ. of Wisconsin/Y.Bai, et al.
Uma imagem composta da Nebulosa do Caranguejo e seu pulsar, o ponto brilhoso no centro. Imagem: Raio-x: NASA/CXC/SAO/F.Seward; Optical: NASA/ESA/ASU/J.Hester & A.Loll; Infrared: NASA/JPL-Caltech/Univ. Minn./R.Gehrz.
Uma imagem composta de uma remanescente da supernovaG299.2-2.9. Imagem: Raio-X: NASA/CXC/U.Texas/S.Post et al, Infrared: 2MASS/UMass/IPAC-Caltech/NASA/NSF.
