Nos últimos trinta anos, a NASA Grandes Observatórios – o Hubble, Spitzer, Compton, e Chandra telescópios espaciais – revelaram algumas coisas surpreendentes sobre o Universo. Além de algumas das visões mais profundas do Universo fornecidas pelo Campos Profundos do Hubble campanha, estes telescópios forneceram informações sobre as partes invisíveis do cosmos – ou seja, nos espectros infravermelho, raios gama e ultravioleta. Com o sucesso destes observatórios e a Telescópio Espacial James Webb (JWST), a NASA está contemplando missões futuras que revelariam ainda mais do “Universo invisível”.
Isto inclui o Explorador UltraVioleta (UVEX), um telescópio espacial que a NASA planeja lançar em 2030 como seu próximo Explorador de classe média de astrofísica missão. Num estudo recente, uma equipe liderada por pesquisadores da Universidade de Michigan propôs outro conceito conhecido como Missão de analisar o universo UltraVioleta (MAVA). Este telescópio e seus instrumentos sofisticados foram concebidos durante a primeira Escola de Design de Missões Astrofísicas da NASA. De acordo com o artigo da equipe, esta missão estaria hipoteticamente pronta para lançamento em 2031.
O estudo foi liderado por Mayura Balakrishnanum estudante de pós-graduação do Departamento de Astronomia da Universidade de Michigan. Ela foi acompanhada por pesquisadores do Laboratório de Física Atmosférica e Espacial (LASP), o Instituto de Gravitação e do Cosmos (IGC), o Centro de Cosmologia e Física de AstroPartículas (CCAPP), o Instituto Kavli de Astrofísica e Pesquisa Espaciala Agência Espacial Europeia (ESA), a Instituto de Ciências do Telescópio Espacial (STScI), Goddard Space Flight Center da NASA, Laboratório de Propulsão a Jato da NASA e várias universidades. O artigo que detalha suas descobertas apareceu no Sociedade Astronômica do Pacífico.
Nos últimos cinquenta anos, os observatórios ultravioleta revolucionaram a nossa compreensão do Universo. No entanto, as observações de fenómenos astrofísicos nos comprimentos de onda ultravioleta (UV) só podem ser realizadas em grandes altitudes ou no espaço devido à interferência da atmosfera terrestre – que é muito eficiente na absorção da radiação UV. Como coautor do estudo Dra.astrônomo da ESA e cientista de operações científicas do STScI, disse ao Universe Today por e-mail:
“A astronomia UV nos fornece informações sobre eventos altamente energéticos que não podem ser capturados em outros comprimentos de onda mais longos, como no regime de comprimento de onda visível ou infravermelho, que possuem um conjunto muito maior de instalações disponíveis. Através da observação no UV, a nossa compreensão do Universo fez avanços significativos através do estudo da formação de estrelas, da formação de galáxias, bem como de eventos altamente energéticos em planetas, tanto dentro do nosso Sistema Solar como em sistemas estelares exoplanetários.
“Algumas das áreas notáveis desta compreensão têm sido a captura da radiação UV dos ventos estelares emitidos por estrelas jovens de grande massa, o que nos ajuda a compreender como é que estas estrelas massivas se formaram no Universo primordial. Do lado planetário, a astronomia UV permitiu-nos observar auroras ativas nos pólos de Júpiter e como estas são influenciadas pelas tempestades solares no Sol. Estas auroras ativas em Júpiter foram inesperadas e abriram uma compreensão totalmente nova dos planetas, das suas atmosferas e de como interagem no seu ambiente.”
O primeiro satélite UV, o Observatório Astronômico Orbital 2 (OAO 2) lançado em 1968, pouco antes do tão aguardado lançamento do Apolo 8 (a primeira missão tripulada à Lua). Entre as suas muitas realizações, OAO 2 permitiu a caracterização precoce da absorção da radiação electromagnética pelo gás e poeira interestelar (também conhecida como extinção interestelar). Isto foi seguido pelo Explorador Ultravioleta Extremo (EUVE), que foi lançado em 1992 e conduziu o primeiro levantamento de todo o céu de fontes de UV distantes.
Então veio o Explorador Espectroscópico Ultravioleta Distante (FUSE) em 1999, que conduziu as primeiras investigações sistêmicas do meio intergaláctico (IGM). Depois houve o Galaxy Evolution Explorer (GALEX), que operou de 2003 a 2013 e conduziu a pesquisa UV mais profunda de todo o céu até hoje. Há também o Telescópio Ultravioleta e Óptico no Observatório Neil Gehrels Swift e os três instrumentos UV do Telescópio Espacial Hubble – o Espectrógrafo de imagens do telescópio espacial (STIS), o Câmera de campo amplo 3 (WFC3) e o Espectrógrafo de Origens Cósmicas.
Infelizmente, nenhum desses detectores pode estudar o cosmos nos comprimentos de onda do ultravioleta distante e extremo com o detalhe de uma missão liderada por PI. Como observou Rickman, este e outros fatores limitaram a astronomia UV até agora:
“Uma das maiores limitações realmente vem da escassez de instalações capazes de observar dentro da faixa de comprimento de onda UV. Como os observatórios UV têm a necessidade de estar no espaço devido ao fato de a atmosfera da Terra bloquear a maior parte da radiação UV, esses observatórios UV baseados no espaço são muito mais caros para construir e operar do que os observatórios terrestres.
“Devido ao número limitado de observatórios UV, aqueles que estão atualmente ativos, como o Telescópio Espacial Hubble, são sobrecarregados por astrónomos de todo o mundo, indicando a necessidade e importância da existência de tais observatórios. Além disso, o extremo comprimento de onda UV não é atualmente capturado com a instrumentação existente, proporcionando um ponto cego para alguns fenômenos astronômicos a serem estudados.”
Enquanto a proposta Observatório Mundial Habitável (HWO) deverá ter capacidades UV avançadas, esta missão ainda está nos estágios iniciais de planejamento e não deverá ser lançada antes de 2040. Para este fim, a equipe propôs um conceito de telescópio espacial UV chamado Missão de analisar o UltraVioleta
universo (MAUVE), um espectrômetro e gerador de imagens de campo amplo concebido durante a inauguração Escola de Design de Missões Astrofísicas da NASA (AMDS) hospedado pelo JPL em resposta ao Anúncio de Oportunidade de 2023. Como Rickman explicou:
“O conceito da missão MAUVE centra-se em três temas principais no contexto da Pesquisa Decadal de Astronomia e Astrofísica 2020. Esses temas são ‘Estamos sozinhos?/Mundos e sóis em contexto’, ‘Como funciona o universo?/Novos mensageiros e nova física’ e ‘Como chegamos aqui?/Ecossistema cósmico’. No contexto de responder à pergunta ‘Estamos sozinhos?’, MAUVE procura estudar a fuga atmosférica de sub-Netuno, que se supõe ser devida à fotoevaporação ou à perda de massa alimentada pelo núcleo. Isto irá ajudar-nos a compreender a habitabilidade dos ambientes dos sistemas extrasolares, bem como a formação e evolução dos exoplanetas e das suas atmosferas.”
“Além disso, o MAUVE estudaria a composição atmosférica do gás quente em exoplanetas gigantes e se eles são influenciados pela condensação de equilíbrio ou desequilíbrio, o que é vital para que possamos compreender as atmosferas exoplanetárias, dando origem a pistas de onde a vida poderia existir no Universo. Para entender ‘Como funciona o Universo?’”
“MAUVE estudaria se as quilonovas azuis são impulsionadas por resfriamento radioativo ou resfriamento de choque rápido, o que é fundamental para a compreensão de fenômenos explosivos no Universo, bem como estudaria se as supernovas do tipo 1A surgem de uma anã branca que acumula material de uma companheira estelar, ou de fusão de anãs brancas. E para estudar ‘Como chegamos aqui?’, o MAUVE analisaria se a emissão extragaláctica difusa resulta de membros fracos de aglomerados de galáxias e estrelas rebeldes, ou de choques de fusões de aglomerados.”
Estes temas gerais, disse Rickman, são questões-chave sem resposta que os astrónomos estão muito interessados em abordar, pois sustentam a nossa compreensão do Universo. Ao alargar a gama de comprimentos de onda dos observatórios UV existentes, o MAUVE seria capaz de estudar os tipos de eventos cosmológicos de alta energia que poderiam responder a algumas destas questões. Além disso, disse Rickman, o MAUVE receberia uma quantidade substancial (70%) de tempo do Observador Geral (GO):
“[This would allow] a comunidade em geral a propor as suas ideias de observação que poderiam ser estudadas neste espaço de parâmetros largamente inexplorado, respondendo a questões fundamentais como ‘Como surgem as estruturas de formação estelar e interagem com o meio interestelar difuso?’, ‘Quais são as estrelas e estrelas mais extremas? populações?’, ‘Como surgem e evoluem os ambientes habitáveis no contexto dos seus sistemas planetários?’. A possibilidade de estudar estas questões forneceria uma visão fundamental sobre alguns dos blocos de construção da nossa compreensão do Universo.”
Leitura adicional: arXiv
Fonte: InfoMoney
