O programa de ciência espacial sitiado da Rússia espera um triunfo raro este mês. O Spektr-RG, um satélite de raios X a ser lançado em 21 de junho do Cazaquistão, tem como objetivo mapear todos os 100.000 aglomerados de galáxias que podem ser vistos em todo o universo. Contendo até 1000 galáxias e a massa de 1 milhão de bilhões de sóis, os aglomerados são as maiores estruturas limitadas pela gravidade no universo. Pesquisá-los deve esclarecer a evolução do universo e a natureza da energia escura que está acelerando sua expansão.
Proposto pela primeira vez há mais de 30 anos como parte de um plano soviético para uma série de “grandes observatórios” ambiciosos, como o Telescópio Espacial Hubble da NASA, o Spektr-RG foi vítima do corte de custos na Rússia pós-soviética. Mas cerca de 500 milhões de satélites, que levarão telescópios de raios-x alemães e russos, renasceram no início da década passada com uma nova missão: não apenas procurar fontes de raios-x interessantes, como buracos negros supermassivos que se alimentam de material infalível. , mas para mapear clusters de galáxias suficientes para descobrir o que faz o universo funcionar. O novo objetivo significou mais atrasos. "Houve muitos altos e baixos", diz Peter Predehl, líder da equipe do Instituto Max Planck de Física Extraterrestre (MPE), em Garching, na Alemanha, que construiu um dos dois telescópios do satélite. "Sempre que pensávamos que estávamos fora da floresta, surgiu um novo".
O Spektr-RG nasceu no final dos anos 80. A Glasnost estava encorajando pesquisadores soviéticos a colaborar com colegas ocidentais, e os estudos da SN 1987A, a supernova mais próxima dos tempos modernos, demonstraram o poder dos raios X para rastrear esses eventos violentos. Rashid Sunyaev, do Instituto de Pesquisa Espacial de Moscou (IKI), propôs um observatório de raio-x para orbitar a atmosfera da Terra, que bloqueia os raios-x. A missão de 6 toneladas logo se encheu de cinco telescópios e envolveu 20 institutos em 12 países, incluindo os Estados Unidos. Mas após o colapso da União Soviética, a Roscosmos lutou para manter sua estação espacial Mir e contribuir para a crescente Estação Espacial Internacional (ISS). "Eles nos disseram que a espaçonave era grande demais para a Rússia, muito ambiciosa", diz Sunyaev, agora no Instituto Max Planck de Astrofísica, em Garching. "Acabou de morrer."
A ressurreição começou em 2003 com planos para uma missão menor com um monitor de raio-x construído no Reino Unido e o telescópio de exame de raios-x do MPE, chamado ROSITA - que foi destinado à ISS mas foi aterrado pelo desastre do ônibus espacial Challenger. O novo impulso foi a cosmologia. Estudos de supernovas distantes nos anos 90 revelaram que a expansão do universo está se acelerando. Os pesquisadores queriam saber mais sobre a energia escura, a força misteriosa que a causava e se ela variava no espaço ou ao longo do tempo. Os aglomerados de galáxias estão entre os melhores indicadores, diz o astrônomo de raios-x Andrew Fabian, do Instituto de Astronomia (IoA), em Cambridge, Reino Unido “Os aglomerados são os objetos mais massivos do universo, o pináculo da formação de galáxias e são muito sensíveis à cosmologia. modelos. ”
Eles são melhor vistos em raios-x porque os espaços entre as galáxias estão cheios de gás que é aquecido a milhões de graus enquanto as galáxias se juntam para formar um grupo. Ao mapear os clusters, diz Esra Bulbul, do Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, em Cambridge, Massachusetts, que recentemente se juntou à equipe do MPE, a Spektr-RG “estudará a evolução da estrutura do universo”.
O desafio era aumentar as capacidades do telescópio ROSITA existente, que só podia reunir até 10.000 aglomerados de galáxias. As discussões levaram a um eROSITA “estendido” de € 90 milhões, pago pelo MPE e pelo Centro Aeroespacial Alemão, DLR. É um conjunto de sete telescópios idênticos com cinco vezes a área de coleta efetiva do instrumento original. Rússia e Alemanha assinaram um acordo em 2007 com lançamento previsto para 2012.
Mas o desenvolvimento da missão não foi suave. O instrumento do Reino Unido não conseguiu financiamento e foi substituído por um telescópio russo, chamado ART-XC, que complementará a eROSITA ao detectar radiografias de alta energia mais escassas. Embora mais difíceis de coletar, os fótons de energia mais alta são particularmente úteis para ver os buracos negros supermassivos nos centros galácticos, porque eles perfuram as nuvens de gás e poeira que os envolvem.
Fazer os espelhos para o eROSITA também se mostrou muito mais difícil do que o esperado. Como os raios X penetravam em um espelho tradicional de telescópio plano, concentrá-los requer espelhos cilíndricos que captam fótons de raios X em reflexos, reflexos de baixo ângulo em superfícies internas. Cada um dos sete escopos do eROSITA contém 54 espelhos cilíndricos banhados a ouro, aninhados um dentro do outro, que devem ser modelados com precisão para aproximar os fótons. Tornando-os provados tão difíceis que o MPE.
Autor: Daniel Clery
Fonte: Science MAG
Sítio Online da Publicação: Science MAG
Data: 10/06/2019
Publicação Original: https://www.sciencemag.org/news/2019/06/telescope-designed-study-mysterious-dark-energy-keeps-russia-s-space-science-hopes
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