Em 11 de junho de 2020, o telescópio eROSITA, instalado a bordo do observatório russo-alemão Spektr-RG, concluiu seu primeiro levantamento completo do céu. Os dados obtidos permitiram criar o mapa de raios-X mais detalhado do Universo até hoje, que inclui mais de um milhão de objetos.
O Telescópio Espacial eRosita enviou a primeira imagem de raios-X de todo o céu.
Nossos olhos percebem apenas uma pequena fração de todo o espectro de luz. Somos sensíveis aos fótons dentro de uma certa faixa de energias, do vermelho ao violeta. Seja como for, existem muitos fótons invisíveis para nós, em particular, aqueles que têm menos energia, a começar pelo infravermelho. Então descemos para a esfera das ondas de micro e de rádio (são milimétricas, centímetro, decímetro, metro, etc.). Todos esses fótons são estudados por matéria "fria".
Além disso, existe toda uma gama de fótons que são mais enérgicos do que o violeta: ultravioleta, raios X e raios gama. Como você provavelmente já deve ter adivinhado, a matéria "quente" se torna a fonte desses raios. Nosso Sol também emite um pequeno número desses fótons, mas a maior parte de sua atividade está concentrada no espectro visível (isso não é acidental: nossa visão está adaptada à luz de nossa estrela).
Olhar para o universo no espectro visível certamente é do interesse dos astrônomos, mas este é apenas um lado de uma imagem extremamente multifacetada. Isso é o mesmo que olhar para uma tela impressionista em preto e branco.
Embora tenhamos acesso a alguns dos fótons de baixa energia da Terra, olhar para o universo no espectro de alta energia é muito mais difícil. O fato é que nossa atmosfera elimina quase completamente essa radiação (aliás, esta é uma boa notícia: ela destrói moléculas complexas, inclusive aquelas criadas por organismos vivos, como o DNA …). Além disso, esses fótons são menos comuns. Assim, para obter essas informações valiosas, instrumentos de alta precisão devem ser enviados ao espaço.
Qualidade incomparável
Isso é exatamente o que o telescópio russo-alemão eRosita faz a bordo do satélite russo Spektr-RG (este observatório espacial tem outro telescópio de raios X que é sensível a partículas de energia ainda mais alta). Foi lançado pelo foguete Proton do cosmódromo de Baikonur em 13 de julho de 2019 e entrou em órbita a uma distância de 1,5 milhão de quilômetros da Terra (aproximadamente quatro distâncias até a Lua).
Em seis meses, a eRosita compilou a primeira imagem completa do céu de qualidade incomparável e foi lançada na semana passada. O anterior foi criado pelo telescópio alemão Rosat, lançado em 1990. “Um resultado impressionante”, disse Didier Barret, um especialista em alta energia do Instituto de Pesquisa Astrofísica e Planetária. - Eles encontraram cerca de um milhão de fontes - esse número é comparável ao que conhecíamos até hoje …"
“A coleta de dados foi quase perfeita”, diz o colega Nicolas Clerc, um dos poucos franceses no consórcio eRosita. - Poderemos usar 97% das observações feitas. E este é apenas o primeiro de oito estudos a serem realizados em quatro anos. Com sobreposições de dados, podemos encontrar fontes ainda mais fracas ou mais distantes.”
Na imagem geral, a grande maioria dos pontos brancos não são estrelas, mas núcleos galácticos ativos. Ou seja, buracos negros supermassivos (sua massa é bilhões de vezes maior que o nosso Sol) que absorvem matéria. O processo de destruição do gás e da poeira é tão agressivo que leva à formação de poderosos raios-X. "Isso representa cerca de 80% de todas as fontes de raios-X no mapa", explica Johan Comparat, responsável pela análise cosmológica dos dados do eRosita, do Instituto Max Planck de Astrofísica.
Nesse sentido, o especialista está mais interessado em outro tipo de objeto: aglomerados de galáxias. Esses grupos, que incluem centenas a milhares de galáxias, banham-se em nuvens de gás altamente rarefeito, mas muito quente (dezenas de milhões de graus). Há menos de um átomo por litro de volume (há 50.000.000.000.000.000.000.000 de átomos por litro no ar), mas esses átomos são tão altamente excitados que se tornam fontes de raios-X. “Embora esse gás seja altamente rarefeito, ele domina em aglomerados, já que sua massa é 5 a 10 vezes maior que a massa, de fato, das galáxias”, enfatiza o especialista.
No total, a eRosita foi capaz de identificar 20.000 clusters durante o estudo. Os mais próximos são pequenos pontos brancos borrados nas bordas da imagem. No entanto, a maioria está muito longe de nós. "O objetivo agora é determinar a distância até eles e ver como sua distribuição muda ao longo do tempo." Afinal, quanto mais longe olhamos, mais voltamos no tempo (a luz não nos atinge instantaneamente). Nesse caso, podemos olhar para 10 bilhões de anos atrás (para referência, a idade do universo é estimada em 13,8 bilhões de anos). “Os aglomerados estão localizados nas intersecções dos filamentos cósmicos que delineiam a estrutura profunda do universo”, observa o especialista. “Olhando para a distribuição dos clusters, podemos ver como essa estrutura pode mudar, o que se refletirá nos modelos de desenvolvimento do universo”.
Cores falsas
Olhando mais perto de nós, o mapa é dominado por fontes duplas de raios-X em nossa própria galáxia. Esses pares geralmente incluem um corpo superdenso, como um buraco negro, que está engolindo uma estrela próxima. Como você pode imaginar, esse processo é acompanhado por uma liberação ativa de energia. Isso inclui, em particular, os pontos azuis no equador da imagem. E um ponto branco muito grande e brilhante no meio do mapa. Esta é Escorpião X-1, uma estrela de nêutrons que absorve matéria de uma estrela próxima. Está a 9.000 anos-luz de distância (para comparação, nossa galáxia é cerca de 100 vezes mais larga) e é a fonte mais poderosa de raios-X em nosso céu.
É importante notar que as cores nesta imagem não são verdadeiras. Os especialistas assinalaram a radiação de energia mais baixa em vermelho, a radiação de nível médio em verde e as fontes de energia mais alta em azul. A combinação de três cores (sua intensidade depende do número de fótons capturados) desenha uma imagem geral no espectro que vemos. O véu avermelhado da imagem é a Bolha Local, uma nuvem de gás quente que envolve nosso sistema solar e pode ser o resultado da explosão de uma ou mais estrelas supermassivas há milhões de anos.
Os pontos amarelos em ambos os lados do equador são bolhas de Fermi. Essas formações, descobertas em 2012, parecem estar associadas ao centro da galáxia, bem como, possivelmente, ao buraco negro supermassivo de Sagitário A. Elas poderiam ter surgido há cerca de 3 milhões de anos, quando este monstro espacial era mais ativo do que ele é agora, e devorou gás, estrelas e poeira. Talvez os dados da eRosita nos permitam saber mais sobre isso.