Missões Espaciais Astronómicas

As áreas de investigação onde se esperam contribuições significativas destas missões, com as suas capacidades inovadoras para imagem e espectroscopia, incluem:
 

•  Radiação de fundo em raios-X: grande parte do fundo difuso de raios-X observado até hoje é devido a fontes pontuais compactas no Universo primitivo. A melhoria em resolução e sensibilidade tornará possível a identificação de muitas destas fontes, ajudando a conhecer melhor a verdadeira radiação de fundo nestes comprimentos de onda;

• Enxames de galáxias: o gás que preenche o espaço inter-galáctico nos enxames de galáxias encontra-se a temperaturas de milhões de graus, emitindo profusamente nos raios-X. Além de permitir estudar as propriedades deste gás (densidade, temperatura, composição e dinâmica), as observações com o Chandra e o XMM permitirão quantificar melhor a quantidade de matéria nos enxames de galáxias;

•  Galáxias Activas e Quasares: pensa-se que os quasares e certas galáxias devem a sua tremenda actividade (revelada pela existência de jactos, variabilidade e elevado brilho) à existência de buracos negros supermassivos no seu interior. A acrecção de matéria origina temperaturas muito elevadas que resultam na emissão em raios-X. O estudo destas fontes permitirá melhorar o nosso conhecimento do "motor" destes objectos;

•  Estrelas de neutrões e binários de raios-X: a acrecção de matéria resulta, em geral, na emissão de raios-X. Tal não se aplica apenas a buracos negros supermassivos no centro de galáxias mas também a estrelas de neutrões e a sistemas binários nos quais um dos elementos é um buraco negro ou uma estrela de neutrões e o fluxo de matéria tem origem numa estrela companheira. A espectroscopia destas fontes (especialmente o estudo das riscas de emissão de elementos como o ferro) permitirá conhecer o estado da matéria em acrecção.

Uma das primeiras imagens obtidas pelo Chandra foi a do quasar PKS 0637-752. As observações anteriores desta fonte indicavam- -na como uma fonte pontual nos raios-X, esperando-se que ela servisse para calibrar outras observações. Porém, graças à melhoria na resolução, é possível identificar um jacto que se estende por mais de 200.000 anos-luz, uma estrutura também evidente no rádio.

O quasar PKS 0636-752 em raios-X (em cima), imagem obtida pelo Chandra e no rádio (em baixo), numa imagem do Australian Telescope Compact Array. Créditos: NASA/CXC/SAO e ATCA.

O jacto observado deve ter origem na acrecção de matéria para um buraco negro supermassivo neste quasar, e é o movimento das partículas deste jacto no campo magnético gerado que origina a emissão: nos raios-X para as partículas mais energéticas, no rádio para as de menor energia. É possível ver que o jacto no rádio se estende mais que nos raios-X (sendo até possível identificar uma curva), fruto da perda de energia das partículas à medida que interagem com o meio envolvente

O XMM, que entrará em funcionamento em breve, terá uma sensibilidade maior que o Chandra, mas a sua resolução será pior. Contará com a inovação de possuir, para além dos instrumentos dedicados à observação dos raios-X, um telescópio de 30 cm para efectuar observações simultâneas no óptico e ultravioleta, o que ajudará a identificar as fontes responsáveis pela emissão em raios-X.

JMA