Uma década de NuSTAR: o que sua visão de raio-X nos ensinou

Fontes verdes brilhantes de luz de raios-X de alta energia capturadas pela NuSTAR sobrepostas em uma imagem de luz óptica da galáxia Whirlpool e sua galáxia companheira, M51b (a mancha verde-branca brilhante acima). Crédito da Imagem: NASA/JPL-Caltech

O Nuclear Spectroscopic Telescope Array (NuSTAR) da NASA, liderado pela Caltech e gerenciado pela JPL, completou 10 anos em junho. Este telescópio espacial detecta luz de raios-X de alta energia e estuda alguns dos objetos e processos mais energéticos do universo. A principal investigadora da missão é Fiona Harrison, a Professora de Física Harold A. Rosen e a Presidente de Liderança de Kent e Joyce Kresa da Divisão de Física, Matemática e Astronomia da Caltech. Aqui estão algumas das maneiras que a NuSTAR abriu nossos olhos na última década:

Vendo raios-X perto de casa

Diferentes cores de luz visível têm diferentes comprimentos de onda e diferentes energias; da mesma forma, há uma gama de luz de raios-X, ou ondas de luz com energias mais altas do que esses olhos humanos podem detectar. NuSTAR detecta raios-X na extremidade superior do alcance. Não há muitos objetos em nosso sistema solar que emitem os raios-X que o NuSTAR pode detectar, mas tanto o Sol quanto Júpiter o fazem. 

Os estudos da NuSTAR podem ajudar os cientistas a explicar por que a região externa do Sol, a coroa, é muitas vezes mais quente que sua superfície. As observações da NuSTAR sobre Júpiter, feitas contemporaneamente com a missão Juno da JPL, descobriram que raios-X de alta energia são produzidos à medida que partículas batem na atmosfera do planeta.

Iluminando buracos negros

Buracos negros não emitem luz, mas alguns dos maiores que conhecemos são cercados por discos de gás quente que brilham em muitos comprimentos de onda diferentes de luz. NuSTAR pode mostrar aos cientistas o que está acontecendo com o material mais próximo do buraco negro e revelar como os buracos negros produzem sinalizadores brilhantes e jatos de gás quente que se estendem por milhares de anos-luz para o espaço. A missão mediu variações de temperatura nos ventos de buracos negros que influenciam a formação de estrelas no resto da galáxia. Recentemente, a NuSTAR apoiou o Event Horizon Telescope (EHT) em seu esforço para capturar as primeiras imagens diretas das sombras dos buracos negros.

Encontrando buracos negros escondidos

A NuSTAR identificou dezenas de buracos negros escondidos atrás de espessas nuvens de gás e poeira. A luz visível normalmente não pode penetrar nessas nuvens, mas a luz de raios-X de alta energia observada pela NuSTAR pode. Nos últimos anos, cientistas usaram dados da NuSTAR para descobrir como os buracos negros ficam cercados por nuvens tão grossas, como esse processo influencia seu desenvolvimento e como a obscuração se relaciona com o impacto de um buraco negro na galáxia circundante.

Revelando o Poder das Estrelas 'Mortos-Vivos'

NuSTAR é uma espécie de caçador de zumbis: encontra os cadáveres mortos-vivos das estrelas. Conhecidas como estrelas de nêutrons, estas são densas pepitas de material que sobra depois que uma estrela maciça fica sem combustível e entra em colapso. Embora as estrelas de nêutrons sejam tipicamente do tamanho de uma cidade grande, elas são tão densas que uma colher de chá de uma pesaria cerca de um bilhão de toneladas na Terra. 

Sua densidade, combinada com seus poderosos campos magnéticos, torna esses objetos extremamente energéticos: uma estrela de nêutrons localizada na galáxia M82 feixes com a energia de 10 milhões de sóis. Resolução de Mistérios supernovas Estrelas são principalmente esféricas, mas observações nustar mostraram que quando explodem como supernovas, elas se tornam uma bagunça assimétrica. O telescópio espacial resolveu um grande mistério no estudo das supernovas mapeando o material radioativo deixado por duas explosões estelares.

Ele traçou a forma dos destroços e, em ambos os casos, revelou desvios significativos de uma forma esférica. Por causa da visão de raio-X da NuSTAR, os astrônomos agora têm pistas sobre o que acontece em um ambiente que seria quase impossível de sondar diretamente. As observações da NuSTAR sugerem que as regiões internas de uma estrela são extremamente turbulentas no momento da detonação.

Fonte:  nustar.caltech.edu