A tão esperada detecção de ondas gravitacionais abriu um mundo totalmente novo na astronomia. Um dos principais esforços é agora vincular sinais em múltiplos domínios – por exemplo, uma onda gravitacional e a radiação eletromagnética associada criada por esse mesmo evento, como uma fusão de buraco negro ou uma explosão de raios gama. Precisaremos de novos equipamentos para detectar esses sinais “multimodais”, especialmente os eletromagnéticos. Um desses projetos é o Black Hole Coded Aperture Telescope (BlackCAT), que será lançado no início deste ano por uma equipe liderada por pesquisadores da Penn State.
O BlackCAT foi projetado para substituir equipamentos antigos que já capturam altas emissões de energia, como raios X, no espaço. Swift e Fermi, dois dos principais telescópios desse tipo, estarão pelo menos 10 anos acima de sua vida útil esperada quando uma série de novos detectores de ondas gravitacionais entrarem em operação. Suas capacidades antigas limitam sua utilidade em encontrar o análogo eletromagnético dos eventos de ondas gravitacionais que ocorrem uma vez por semana, que esses novos detectores esperam encontrar.
Entra em cena o BlackCAT, um conceito de missão inicialmente proposto em 2019. Ele é projetado como um Cubesat 6U com um detector específico para detecção “suave” de raios X. Os raios X suaves são as versões de baixa energia dos raios X “duros” normalmente usados na astronomia de raios X. No entanto, eles têm a vantagem adicional de serem mais fáceis de detectar. Eles também são mais fáceis de isolar em um local específico no céu, o que é essencial ao mapear um sinal EM específico para a fonte de um evento de onda gravitacional.
Para detectar esses raios X de energia mais baixa, o BlackCAT tem duas ferramentas em sua caixa de ferramentas – um conjunto de câmeras de raios X CMOS e um gerador de imagens de máscara codificada. O conjunto de câmeras, que inclui quatro câmeras separadas, é chamado “Speedster-EXD”. Ele foi projetado especificamente para reagir rapidamente aos sinais, mas mede apenas cerca de 2,2 cm2 de tamanho. No entanto, ainda é capaz de produzir uma imagem de 550×550 pixels. Essas câmeras foram testadas no solo e mostraram sensibilidade aos comprimentos de onda dos raios X para os quais a missão foi projetada.
A máscara de abertura codificada que ajuda a dar nome ao BlackCAT é uma ferramenta usada para fornecer um amplo campo de visão para o sensor sem a necessidade de um ponto focal – o que é difícil de projetar para raios X que ignoram dispositivos de foco típicos, como lentes e espelhos. Em vez disso, a abertura é uma placa projetada com um padrão de áreas “abertas” e “fechadas” que produzem sombras no detector. Um programa de computador pode então recriar a imagem original com base no padrão de sombras que caem no detector.
Esta combinação do amplo campo de visão com um detector de raios X altamente sensível parecia a escolha certa para a NASA, que financiou o projeto em 2021 no valor de US$ 5,8 milhões. O detector fará interface com um CubeSat 6U pronto para uso fornecido pela Clyde Space, que inclui sistemas padronizados de potência, controle e ajuste de atitude – agindo como uma plataforma para o detector.
A equipe de pesquisa da PSU provavelmente está nos retoques finais da integração com um veículo de lançamento, e o plano é lançar o BlackCAT no início deste ano. Quando chegar lá, poderá abrir um mundo totalmente novo na astronomia de raios X por um custo surpreendentemente baixo. Esperançosamente, isso mostrará o quanto pode ser realizado por missões CubeSat simples, caras, mas muito focadas.
Saber mais:
Chattopadhyay e outros – BlackCAT CubeSat: um monitor celeste de raios X suaves, localizador de transientes e detector de explosão para astrofísica de alta energia e multimensageiro
Colosimo et al – Status atual do BlackCAT CubeSat
UT – SpIRIT CubeSat demonstra um detector operacional de gama e raios X
UT – Uma coleção de novas imagens revela raios X em todo o universo
Imagem principal:
Modelos da abertura codificada (esquerda) e do BlackCAT Cubesat como um todo (direita.
Crédito – Colosimo et al.
Fonte: InfoMoney
