Em 21 de junho de 2019, a espaçonave Spektrum-Röntgen-Gamma (Spektr-RG / SRG) será lançada da estepe do Cazaquistão, marcando o início de uma jornada emocionante. SRG levará a pesquisa alemã Extended ROentgen com um telescópio de raios-X Imaging Telescope Array (eROSITA) e seu instrumento russo ART-XC parceiro. Um foguete Proton levará a espaçonave do Cosmódromo de Baikonur para seu destino - o segundo ponto de Lagrange do sistema Sol-Terra, L2, que fica a 1,5 milhão de quilômetros da Terra.

Em órbita em torno deste ponto de equilíbrio, A eROSITA embarcará na maior pesquisa do universo quente de todos os tempos. O telescópio espacial usará seus sete detectores de raios-X para observar todo o céu e pesquisar e mapear fontes quentes, como aglomerados de galáxias, buracos negros ativos, remanescentes de supernova, Binários de raios-X e estrelas de nêutrons.

Walther Pelzer, membro do conselho executivo da Administração Espacial do Centro Aeroespacial Alemão (Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt; DLR), diz, "Os 'olhos' de raios-X da eROSITA são os melhores já lançados como parte de um telescópio espacial. Sua combinação única de área de coleta de luz, o campo de visão e a resolução os tornam aproximadamente 20 vezes mais sensíveis do que o telescópio ROSAT que voou para o espaço na década de 1990. A ROSAT também incorporou tecnologia avançada 'feita na Alemanha'. Com seus recursos aprimorados, eROSITA ajudará os pesquisadores a obter uma melhor compreensão da estrutura e do desenvolvimento do universo, e também contribuir para investigações sobre o mistério da energia escura. "

energia escura - acelerando a expansão do universo

O universo tem se expandido continuamente desde o Big Bang. Até a década de 1990, pensava-se que essa expansão cósmica desaceleraria e, eventualmente, pararia. Então, os astrofísicos Saul Perlmutter, Adam Riess e Brian Schmidt observaram explosões estelares que eram visíveis de uma grande distância e sempre emitiam a mesma quantidade de luz. Eles mediram suas distâncias e mal podiam acreditar em suas descobertas.

"As supernovas Tipo 1a observadas exibiram níveis de brilho mais baixos do que o esperado. Ficou claro que o universo não estava desacelerando à medida que se expandia - muito pelo contrário, na verdade. Ele está ganhando velocidade e seus componentes estão se distanciando cada vez mais a uma taxa cada vez maior, "explica Thomas Mernik, eROSITA Project Manager na DLR Space Administration. Com esta descoberta, os três pesquisadores deram uma virada para a ciência e receberam o Prêmio Nobel de Física em 2011. No entanto, Perlmutter, Riess e Schmidt nos deixaram uma pergunta crucial:"Qual é o 'combustível cósmico' que alimenta a expansão do universo? Visto que ninguém ainda foi capaz de responder a esta pergunta, e os ingredientes deste catalisador são desconhecidos, é simplesmente referido como energia escura. A eROSITA agora tentará rastrear a causa desta aceleração, "explica Mernik.

Aglomerados de galáxias - uma chave para a energia escura

Muito pouco se sabe sobre o universo. Os ingredientes que compõem 4 por cento de sua densidade de energia - material 'normal' como prótons e nêutrons - são apenas uma parte muito pequena da 'receita do universo'. O que os outros 96 por cento são compostos permanece um mistério. Hoje, acredita-se que 26% seja matéria escura. Contudo, a maior parte, estimado em 70 por cento, é composta de energia escura.

Para rastrear isso, os cientistas devem observar algo inimaginavelmente grande e extremamente quente:"Os aglomerados de galáxias são compostos de até vários milhares de galáxias que se movem em velocidades diferentes dentro de um campo gravitacional comum. essas estranhas estruturas são permeadas por uma fina, gás extremamente quente que pode ser observado através de suas emissões de raios-X. É aqui que os 'olhos' de raios-X da eROSITA entram em ação. Eles nos permitem observar aglomerados de galáxias e ver como eles se movem no universo, e acima de tudo, quão rápido eles estão viajando. Esperamos que este movimento nos diga mais sobre a energia escura, "explica Thomas Mernik.

Mapa de todo o universo quente - o maior catálogo cósmico

Os cientistas não estão apenas interessados ​​nos padrões de movimento dos aglomerados de galáxias. Eles também querem contar e mapear essas estruturas. Até 10, 000 desses aglomerados devem ser 'capturados' pelos 'olhos' de raios-X da eROSITA - mais do que jamais foi observado antes. Além disso, outros fenômenos quentes, como núcleos galácticos ativos, remanescentes de supernova, Binários de raios-X e estrelas de nêutrons serão observados e identificados.

A eROSITA fará a varredura de todo o céu a cada seis meses para esta finalidade, e criar um mapa de raios-X profundo e detalhado do universo ao longo de quatro anos. Assim, ele produzirá o maior catálogo cósmico de objetos quentes de todos os tempos e, assim, melhorará a compreensão científica da estrutura e do desenvolvimento do universo.

eROSITA — sete 'olhos' de raios-X olhando para o universo

O telescópio alemão consiste em dois componentes principais - sua ótica e os detectores associados. O primeiro consiste em sete módulos de espelho alinhados em paralelo. Cada módulo tem um diâmetro de 36 centímetros e consiste em 54 cascas de espelho aninhadas, cuja superfície é composta por um parabolóide e um hiperbolóide (óptica de Wolter-I).

"Os módulos de espelho coletam fótons de alta energia e os focalizam nas câmeras de raio-X CCD, que foram desenvolvidos especialmente para a eROSITA em nosso laboratório de semicondutores em Garching. Eles formam o segundo componente principal da eROSITA e estão localizados no foco de cada um dos sistemas de espelho. As câmeras altamente sensíveis são as melhores de seu tipo e, junto com os módulos de espelho, formam um telescópio de raios-X com uma combinação incomparável de área de coleta de luz e campo de visão, "explica Peter Predehl, Investigador principal da eROSITA no MPE.