p Uma tecnologia de detector compacta aplicável a todos os tipos de investigações científicas interdisciplinares encontrou um lar em uma nova missão CubeSat projetada para encontrar as contrapartes eletromagnéticas de eventos que geram ondas gravitacionais. p A cientista da NASA Georgia de Nolfo e seu colaborador, o astrofísico Jeremy Perkins, recentemente recebeu financiamento do Programa de Pesquisa e Análise Astrofísica da agência para desenvolver uma missão CubeSat chamada BurstCube. Esta missão, que carregará a tecnologia de sensor compacto que de Nolfo desenvolveu, irá detectar e localizar explosões de raios gama causadas pelo colapso de estrelas massivas e fusões de estrelas de nêutrons em órbita. Ele também detectará explosões solares e outros transientes de alta energia, uma vez que seja implantado na órbita baixa da Terra no início de 2020.

p As mortes cataclísmicas de estrelas massivas e as fusões de estrelas de nêutrons são de interesse especial para os cientistas porque produzem ondas gravitacionais - literalmente, ondulações na estrutura do espaço-tempo que se irradiam em todas as direções, muito parecido com o que acontece quando uma pedra é jogada em um lago.

p Desde o Observatório de Ondas Gravitacionais de Interferômetro a Laser, ou LIGO, confirmaram sua existência há alguns anos, LIGO e os detectores europeus de Virgem detectaram outros eventos, incluindo a primeira detecção de ondas gravitacionais da fusão de duas estrelas de nêutrons anunciada em outubro de 2017.

p Menos de dois segundos depois que o LIGO detectou as ondas varrendo o espaço-tempo da Terra, O Telescópio Espacial Fermi Gamma-ray da NASA detectou uma rajada fraca de luz de alta energia - a primeira rajada a ser inequivocamente conectada a uma fonte de onda gravitacional.

p Essas detecções abriram uma nova janela no universo, dando aos cientistas uma visão mais completa desses eventos que complementa o conhecimento obtido por meio de técnicas tradicionais de observação, que dependem da detecção de radiação eletromagnética - luz - em todas as suas formas.

p Capacidade Complementar

p Perkins e de Nolfo, ambos cientistas do Goddard Space Flight Center da NASA em Greenbelt, Maryland, veja BurstCube como um companheiro para Fermi nesta busca por fontes de ondas gravitacionais. Embora não seja tão capaz quanto o monitor Gamma-ray Burst, muito maior, ou GBM, em Fermi, O BurstCube aumentará a cobertura do céu. Fermi-GBM observa todo o céu não bloqueado pela Terra. "Mas o que acontece se um evento ocorrer e Fermi estiver do outro lado da Terra, que está bloqueando sua visão, "Perkins disse." Fermi não vai ver a explosão.

p BurstCube, que deve ser lançado próximo ao momento em que observatórios adicionais do tipo LIGO baseados em terra começarem a operar, ajudará na detecção desses passageiros, difíceis de capturar fótons de alta energia e ajudam a determinar onde eles se originaram. Além de relatar rapidamente suas localizações no solo para que outros telescópios possam encontrar o evento em outros comprimentos de onda e localizar sua galáxia hospedeira, O outro trabalho do BurstCube é estudar as próprias fontes.

p Tecnologia miniaturizada

p O BurstCube usará a mesma tecnologia de detector do GBM de Fermi; Contudo, com diferenças importantes.

p Sob o conceito de Nolfo avançou por meio do financiamento do programa de Pesquisa e Desenvolvimento Interno de Goddard, a equipe irá posicionar quatro blocos de cristais de iodeto de césio, operando como cintiladores, em diferentes orientações dentro da espaçonave. Quando um raio gama de entrada atinge um dos cristais, vai absorver a energia e luminescência, convertendo essa energia em luz óptica.

p Quatro arranjos de fotomultiplicadores de silício e seus dispositivos de leitura associados ficam, cada um, atrás dos quatro cristais. Os fotomultiplicadores convertem a luz em um pulso elétrico e então amplificam esse sinal criando uma avalanche de elétrons. Esse efeito multiplicador torna o detector muito mais sensível a esses raios gama tênues e fugazes.

p Ao contrário dos fotomultiplicadores no GBM de Fermi, que são volumosos e lembram tubos de televisão antigos, Os dispositivos de Nolfo são feitos de silício, um material semicondutor. "Comparado com tubos fotomultiplicadores mais convencionais, fotomultiplicadores de silício reduzem significativamente a massa, volume, poder e custo, "Perkins disse." A combinação dos cristais e novos dispositivos de leitura torna possível considerar um compacto, instrumento de baixa potência que pode ser facilmente implantado em uma plataforma CubeSat. "

p Em outro sucesso para a tecnologia Goddard, a equipe do BurstCube também estabeleceu a linha de base do barramento Dellingr 6U CubeSat que uma pequena equipe de cientistas e engenheiros do centro desenvolveu para mostrar que as plataformas CubeSat poderiam ser mais confiáveis ​​e capazes de coletar dados científicos altamente robustos.

p "Esta é uma tecnologia de alta demanda, "de Nolfo disse." Existem aplicativos em todos os lugares. "