Japão lança missão espacial para explorar os mistérios dos raios X

O objetivo da missão é observar os raios X emitidos por objetos celestes como buracos negros, estrelas de nêutrons e aglomerados de galáxias, e analisar seus comprimentos de onda com uma precisão sem precedentes.

Os raios X são uma forma de radiação eletromagnética, assim como a luz visível, mas com uma energia muito maior. Eles podem penetrar em materiais opacos e revelar detalhes que não podem ser vistos a olho nu. No espaço, os raios X são produzidos por fenômenos extremos, como explosões de supernovas, colisões de estrelas e aceleração de partículas em campos magnéticos intensos.

Para detectar e medir os raios X do espaço profundo, a missão XRISM conta com um instrumento principal chamado calorímetro de raios X. Trata-se de um dispositivo que absorve a radiação eletromagnética e registra as mudanças de temperatura na ordem de milionésimos de grau. Essas mudanças permitem aos astrônomos determinar os comprimentos de onda dos raios X com uma resolução muito alta.

Os comprimentos de onda dos raios X são importantes porque eles podem indicar a composição química dos objetos celestes. Cada elemento químico tem uma assinatura espectral única, ou seja, emite ou absorve raios X em determinados comprimentos de onda. Ao analisar o espectro dos raios X, os astrônomos podem identificar os elementos presentes nos objetos observados e inferir sua origem e evolução.

A missão XRISM pretende investigar uma variedade de fenômenos astrofísicos usando o calorímetro de raios X. Por exemplo, ela poderá estudar como os aglomerados de galáxias se formam e se desenvolvem ao longo do tempo. Os aglomerados de galáxias são as maiores estruturas do universo, compostas por centenas ou milhares de galáxias unidas pela gravidade. Eles contêm grandes quantidades de gás quente que emite raios X e que pode revelar informações sobre a massa, a temperatura e a pressão dos aglomerados.

Outro alvo da missão XRISM são os buracos negros, objetos tão densos que nada pode escapar de sua atração gravitacional, nem mesmo a luz. Os buracos negros podem gerar jatos de partículas de alta energia que se estendem por milhares de anos-luz e que também emitem raios X. A missão XRISM poderá medir a velocidade, a direção e a intensidade desses jatos e tentar entender como eles são produzidos.

Além disso, a missão XRISM poderá mapear o gás interestelar e os discos de acreção dos buracos negros. O gás interestelar é o material que preenche o espaço entre as estrelas e que pode ser fonte ou destino de raios X. Os discos de acreção são estruturas formadas por matéria que gira em torno dos buracos negros antes de ser engolida por eles. Esses discos também brilham em raios X e podem fornecer pistas sobre as propriedades dos buracos negros.

Esta será a quarta tentativa do Japão de implantar um calorímetro de raios X no espaço. As três anteriores falharam por diferentes motivos, incluindo um acidente logo após o lançamento e um erro de software que fez a nave espacial girar fora de controle e se desintegrar. A última tentativa foi em 2016, com a missão Hitomi, que também levava um calorímetro de raios X.

Apesar de sua curta vida, a missão Hitomi conseguiu obter dados espetaculares sobre o gás interestelar no Aglomerado de Perseus, o aglomerado de galáxias mais brilhante em raios X. Os dados mostraram que o gás se move a velocidades surpreendentemente baixas e revelaram lacunas nos modelos teóricos das transições atômicas . Esses resultados demonstraram o potencial do calorímetro de raios X e motivaram o desenvolvimento da missão XRISM.

A missão XRISM é uma colaboração entre a Agência de Exploração Aeroespacial do Japão (JAXA) e a Administração Nacional da Aeronáutica e Espaço dos Estados Unidos (NASA), com a participação de outras agências e instituições internacionais. A expectativa é que a missão dure pelo menos três anos e que contribua para o avanço do conhecimento sobre o universo em raios X.

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