Um novo telescópio espacial da NASA estudará o universo em luz ultravioleta para revelar os eventos violentos e turbulentos que borbulham sob o que parece ser um mar cósmico de tranquilidade.
A missão Ultraviolet Explorer (UVEX), desenvolvida por NASA em conjunto com o Instituto de Tecnologia da Califórnia (Caltech), será a primeira missão a criar mapas profundos de todo o céu em luz ultravioleta. Assim, quando for lançado em 2031, o UVEX se juntará a novos levantamentos de mapeamento do céu, como o da NASA SPHEREx (Espectro-Fotômetro para a História do Universo, Época de Reionização e Explorador de Gelos), que varre o cosmos em infravermelho, e o Observatório Vera C. Rubin, que faz o mesmo no hemisfério sul na luz visível, ao criar mapas do céu profundo em uma ampla faixa do espectro eletromagnético.
As visualizações ultravioleta do UVEX revelarão eventos explosivos, como as colisões entre cadáveres estelares ultradensos chamados estrelas de nêutrons e o supernova explosões que marcam a morte de estrelas massivas e o nascimento de estrelas de nêutrons e buracos negros. Além disso, o telescópio ultravioleta da NASA deverá ser capaz de detectar uma infinidade de galáxias de baixa massa muito mais próximas do Via Láctea do que galáxias semelhantes que estão sendo observadas atualmente a milhões e até bilhões de anos-luz de distância pela sonda da NASA Telescópio Espacial James Webb (JWST).
A missão UVEX de US$ 590 milhões “avançará fronteiras fundamentais na astrofísica, desde a compreensão das menores galáxias até o diagnóstico das consequências de fusões de estrelas de nêutrons e outras explosões cósmicas”, disse a principal investigadora da missão, a professora de física da Caltech Fiona Harrison, em um comunicado. Declaração de 27 de outubro.
“A primeira grande missão espacial ultravioleta em duas décadas, UVEX é um salto ousado em nossa exploração do universo ultravioleta”, disse o presidente da Caltech, Ray Jayawardhana, no mesmo comunicado.
UVEX pintará um quadro de vida cósmica, morte e vida após a morte
A UVEX se beneficiará de um grande salto na sensibilidade UV graças aos seus sensores construídos pela Caltech, que são baseados na tecnologia de imagem complementar de óxido metálico-semicondutor (CMOS). Isto ajudará a sonda a aproveitar o que Harrison descreveu como “a oportunidade inexplorada no UV”.
O UVEX estará preparado de forma única para detectar milhões de imagens próximas, pequenas e fracas. galáxias que estão repletas de estrelas infantis que emitem luz ultravioleta brilhante.
“Na luz óptica, é muito difícil distinguir estas galáxias próximas das distantes que parecem semelhantes”, disse Harrison. “A luz ultravioleta tornará mais fácil encontrá-los.”
A UVEX não investigará apenas a infância de estrelasno entanto. Também examinará as mortes de estrelas antigas na forma de supernovas.
As supernovas ocorrem quando uma estrela massiva fica sem combustível para a fusão nuclear e não consegue mais se sustentar contra o impulso de sua própria gravidade. À medida que o núcleo da estrela entra em colapso, as suas camadas exteriores são expelidas em explosões cósmicas que chamamos de supernovas.
Este é um processo que os cientistas estão ansiosos por compreender, uma vez que estas explosões lançam os elementos pesados forjados durante a vida das estrelas nas galáxias vizinhas. Este material se torna os blocos de construção da próxima geração de estrelas, planetas e possivelmente até de vida.
A UVEX também investigará o que acontece com os produtos finais de algumas supernovas, estrelas de nêutrons, quando elas se encontram e se fundem.
As estrelas de nêutrons contêm entre uma e duas vezes a massa de o sol amontoados em uma largura de cerca de 20 quilômetros. Isso significa que são compostos de matéria tão densa que, se uma colher de chá fosse trazida para a Terra, pesaria mais de 1 bilhão de toneladas. Isso equivale a empilhar cerca de 9 milhões de baleias azuis adultas numa colher.
Assim, quando estrelas de nêutrons em sistemas binários espiralam e se fundem, elas criam um ambiente tão violento que é o único lugar no mundo. o universo onde os cientistas têm certeza de que elementos mais pesados que o chumbo, como ouro, prata e platina, podem ser forjados.
Atualmente, fusões de estrelas de nêutrons são detectados por meio de ondulações no espaço-tempo chamadas ondas gravitacionais. Os cientistas podem então acompanhar as consequências das fusões, observando-as em luz eletromagnética, desde raios gama de alta energia até ondas de rádio de baixa energia. Assim, UVEX acrescentará outro aspecto à investigação de colisões de estrelas de nêutrons e à nossa compreensão de onde os elementos pesados se originam.
A capacidade de manobra do novo telescópio espacial permitir-lhe-á observar estes eventos explosivos pouco depois de terem acontecido, dando-lhe uma vantagem sobre outros instrumentos, incluindo o antigo instrumento da NASA. Telescópio Espacial Hubble.
“Com o UVEX, agora seremos capazes de acompanhar eventos de ondas gravitacionais na luz ultravioleta”, disse Mansi Kasliwal, membro da equipe UVEX e cientista do Caltech, no mesmo comunicado. “Posso contar com as duas mãos quantos espectros temos de eventos transitórios na sua fase inicial com o Telescópio Espacial Hubble. O Hubble é, claro, espantoso e tem algumas capacidades ultravioleta, mas não pode girar rapidamente para observar eventos em tempo real.”
UVEX também será revolucionário no estudo de estrelas azuis cujas camadas externas de hidrogênio foram removidas por estrelas companheiras. Estas estrelas oferecem aos investigadores uma oportunidade única de estudar o interior das estrelas, que normalmente é obscurecido pelas suas camadas exteriores.
“Poderemos ver o que há dentro das estrelas”, Kareem El-Badry, disse um professor associado de astronomia da Caltech e membro da equipe UVEX, no mesmo comunicado. “Agora conhecemos apenas um pequeno número de estrelas despojadas deste tipo. UVEX encontrará centenas.”
Todos os elementos acima discutidos são os esperado descobertas e investigações nas quais a UVEX estará envolvida. Talvez ainda mais emocionantes, porém, sejam os elementos inesperados do universo que irá descobrir.
“Cada vez que você olha para o céu em um novo comprimento de onda, você aprende algo novo e inesperado”, disse El-Badry.
