Você acha que a visão de raios-X é uma superpotência encontrada apenas em quadrinhos e filmes? Ao contrário do Superman e da Supergirl, a NASA tem isso de verdade, graças aos observatórios de raios-X que colocamos em órbita.
Agora, o Imaging X-ray Polarimetry Explorer - IXPE para abreviar - disparou para o espaço para aumentar nossa superpotência!
Conheça IXPE
Quando os dentistas tiram fotos de raios-X de um dente, eles usam uma máquina que faz raios-X e os captura em um dispositivo colocado no lado oposto. Mas os raios X também ocorrem naturalmente. Na astronomia, observamos os raios X feitos por objetos distantes para aprender mais sobre eles.
O IXPE melhorará o conhecimento dos astrônomos sobre alguns desses objetos, como buracos negros, estrelas de nêutrons e as nuvens em expansão feitas por explosões de supernova.
Isso porque ele irá capturar um pedaço de informação sobre a luz de raios-X que raramente foi medida do espaço!
Os astrônomos de raios-X aprenderam muito sobre o cosmos medindo três propriedades da luz - quando ela chega, de onde vem e que energias tem (pense: cores). Imagine essas características como constituindo três dos quatro lados de uma pirâmide. A peça que falta é uma propriedade chamada polarização.
A polarização nos diz como a luz é organizada . Isso dá aos astrônomos pistas adicionais sobre como os raios X foram feitos e por que matéria eles passaram em seu caminho até nós. O IXPE irá explorar este lado anteriormente oculto das fontes cósmicas de raios-X.
O que é polarização?
Toda luz, de microondas a raios gama, é feita de pares de ondas viajando juntas - uma carregando eletricidade e a outra magnetismo. Essas duas ondas sempre vibram em ângulos retos (90 °) entre si, com seus picos e vales em sincronia, e também vibram em ângulos retos com sua direção de movimento.
Para simplificar, ilustraremos apenas uma dessas ondas - a que carrega eletricidade. Se pudéssemos ampliar um feixe de luz típico, veríamos algo como a animação acima. É uma bagunça, com todos os picos das ondas apontando em direções aleatórias.
Quando a luz interage com a matéria, ela pode se tornar mais bem organizada. Seu campo elétrico pode vibrar de uma forma que mantém todas as cristas das ondas apontando na mesma direção, como mostrado acima. Esta é a luz polarizada.
A quantidade e o tipo de polarização que detectamos na luz nos dizem mais sobre sua origem, bem como qualquer matéria com a qual ela interagiu antes de chegar até nós.
Vejamos os tipos de objetos que o IXPE estudará e o que isso pode nos dizer sobre eles.
Explorando destroços de estrelas
Estrelas explodidas criam nuvens vastas e em rápida expansão, chamadas remanescentes de supernovas - como a nebulosa das águas-vivas acima. Formou-se há 4.000 anos, mas ainda hoje o coração do remanescente pode nos falar sobre as condições extremas que se seguiram à explosão da estrela.
Os raios X nos dão um vislumbre dos poderosos processos em funcionamento durante e após essas explosões. O IXPE mapeará remanescentes como este, revelando como os raios X são polarizados em todo o objeto. Isso nos ajudará a entender melhor como esses cataclismos celestiais acontecem e evoluem.
Ampliando superímanes
Algumas supernovas deixam para trás estrelas de nêutrons . Eles se formam quando o núcleo de uma estrela massiva colapsa, comprimindo mais do que a massa do nosso Sol em uma bola com a largura de uma cidade.
O colapso aumenta muito seu giro. Algumas estrelas de nêutrons giram centenas de vezes por segundo! Seus campos magnéticos também recebem um tremendo impulso, tornando-se trilhões de vezes mais fortes que os da Terra. Um tipo, chamado magnetar, possui os campos magnéticos mais fortes conhecidos - mil vezes mais fortes do que as estrelas de nêutrons típicas.
Esses superímãs superdensos e giratórios frequentemente explodem em explosões poderosas (ilustradas acima) que emitem muitos raios-X. O IXPE contará aos astrônomos mais sobre essas erupções e os campos magnéticos extremos que ajudam a conduzi-los.
Aproximando-se de buracos negros
Os buracos negros podem se formar quando estrelas massivas colapsam ou quando estrelas de nêutrons colidem. A matéria caindo em direção a um buraco negro rapidamente se acomoda em uma estrutura plana e quente chamada de disco de acreção. A borda interna do disco drena gradualmente para o buraco negro. Observe como o disco parece estranho de certos ângulos ? Isso acontece porque a extrema gravidade do buraco negro distorce o caminho da luz que vem do outro lado do disco.
Os raios X próximos ao buraco negro podem ser refletidos no disco antes de se dirigirem aos nossos telescópios, e isso polariza a luz. O que é empolgante é que a luz é polarizada de forma diferente no disco. As diferenças dependem tanto das energias dos raios X quanto de quais partes do disco eles atingem. As observações do IXPE fornecerão aos astrônomos uma imagem detalhada do que está acontecendo ao redor dos buracos negros em nossa galáxia que não pode ser capturada de outra forma.
Rastreando como a luz de raios-X é organizada, o IXPE adicionará uma dimensão nunca vista anteriormente à nossa visão de raios-X. É uma grande atualização que dará aos astrônomos uma perspectiva totalmente nova sobre alguns dos objetos mais intrigantes do universo.
Acompanhe o que está acontecendo no universo e como o estudamos, seguindo o Universo da NASA no Twitter e no Facebook .
Certifique-se de nos seguir no Tumblr para sua dose regular de espaço!
Lasers trazem velocidades da Internet para o espaço
Pew. Pew. Lasers no espaço!
Franquias de filmes icônicos como Guerra nas Estrelas e Jornada nas Estrelas apresentam tecnologias futurísticas de laser, mas os lasers espaciais não se limitam ao reino da ficção científica. Na verdade, as tecnologias de comunicação a laser estão mudando a maneira como as missões transmitem seus dados. O Laser Communications Relay Demonstration (LCRD) explode no espaço neste fim de semana, demonstrando as capacidades únicas - e totalmente impressionantes - dos sistemas de comunicação a laser.
Atualmente, as missões da NASA contam com radiofrequência para enviar dados para a Terra. Embora o rádio tenha servido bem à agência desde os primeiros dias dos voos espaciais, os sistemas a laser trazem benefícios significativos. Assim como a internet passou de conexões dial-up para conexões de alta velocidade, a frequência mais alta das comunicações de lasers permite que as missões enviem muito mais informações por segundo do que os sistemas de rádio. Com comunicações a laser, levaria apenas nove dias para transmitir um mapa completo de Marte de volta à Terra, em comparação com nove semanas com sistemas de radiofrequência.
O LCRD demonstrará essas capacidades aprimoradas de 22.000 milhas acima da superfície da Terra. E embora a missão use lasers, esses lasers não são visíveis ao olho humano. Uma vez em órbita, a missão realizará experimentos usando dois telescópios na Terra que retransmitirão dados pela espaçonave de um local para outro através de um link de comunicação óptica. Esses experimentos ajudarão a NASA e a comunidade aeroespacial a compreender os desafios operacionais do uso de lasers para se comunicar de e para o espaço.
Na Terra, existem estações terrestres telescópicas que irão capturar o sinal de laser do LCRD e enviar os dados para o centro de operações da missão no Novo México. As duas estações terrestres estão localizadas em Haleakalā, Havaí e Table Mountain, Califórnia. Esses locais pitorescos não foram escolhidos por serem lindos, mas sim por seus céus geralmente limpos. Nuvens - e outros distúrbios atmosféricos - podem interromper os sinais de laser. No entanto, quando esses locais ficam nublados, desenvolvemos tecnologias corretivas para garantir que receberemos e decodificaremos com sucesso os sinais do LCRD.
Esta demonstração ajudará a NASA, pesquisadores e empresas espaciais a aprender mais sobre as aplicações futuras em potencial para as tecnologias de comunicação a laser. Nos próximos anos, a NASA lançará missões de laser adicionais para a Lua em Artemis II e para o cinturão de asteróides , ainda mais fundo no espaço. Essas missões nos darão uma visão sobre o uso de comunicações a laser mais no espaço do que nunca.
Em última análise, os sistemas a laser nos permitirão coletar mais informações do espaço. Isso significa mais fotos de galáxias, vídeos de fenômenos do espaço profundo e vídeos 4K ao vivo de astronautas que vivem e trabalham no espaço.
Comunicações a laser = mais dados em menos tempo = mais descobertas.
Se as comunicações a laser interessam a você, verifique nosso Projeto de Estágio em Comunicações Espaciais e Navegação (SCaN) . Este programa oferece ensino médio, graduação, pós-graduação e até mesmo doutorado. candidatos com oportunidades de estágio em áreas de comunicação espacial - como comunicação a laser.
Certifique-se de nos seguir no Tumblr para sua dose regular de espaço!
Nenhum comentário:
Postar um comentário