Em 16 de setembro de 2019 às 04:14 CEST, o Observatório Estratosférico para Astronomia Infravermelha (SOFIA) deve pousar no Aeroporto de Stuttgart. O observatório aerotransportado é um projeto conjunto da agência espacial americana NASA e do Centro Aeroespacial Alemão (Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt; DLR). O SOFIA está programado para decolar de Stuttgart às 19:40 CEST em 18 de setembro para seu primeiro vôo de pesquisa científica sobre a Europa, durante o qual ele vai voar mais de 12 países. A ideia por trás disso é que, durante sua missão europeia, O SOFIA voará muito mais ao norte do que é capaz ao decolar de sua base em Palmdale, Sul da Califórnia. Quanto mais perto o observatório infravermelho é capaz de voar para os pólos, quanto menos vapor de água estiver presente na atmosfera acima dele, oferecendo melhores condições de observação.

"Esta é uma ocasião muito especial - a SOFIA decolará de Stuttgart para seu primeiro voo de pesquisa científica na Europa, "diz Pascale Ehrenfreund, Presidente do Conselho Executivo DLR. "Os pesquisadores a bordo estarão explorando as áreas ao redor dos buracos negros e investigando se a Energia Escura realmente está fazendo com que o universo se expanda a uma taxa cada vez maior."

Rastreando a formação de estrelas

Não só os humanos pisaram na lua pela primeira vez há 50 anos em 1969, mas os cientistas da NASA também - um tanto por acaso - descobriram uma galáxia muito especial. Markarian 231 - na constelação da Ursa Maior - está a aproximadamente 600 milhões de anos-luz da Terra. Está cerca de 300 vezes mais longe do que a Galáxia de Andrômeda, que é a galáxia mais próxima da Via Láctea. Apesar disso, Markarian 231 é uma das galáxias mais próximas da Terra que é extremamente brilhante e tem um Núcleo Galáctico Ativo (AGN). Sua luminosidade na região infravermelha do espectro torna Markarian 231 uma das galáxias infravermelhas ultraluminosas mais brilhantes e mais conhecidas. Dois buracos negros circulam em torno um do outro no centro. Um deles, em quatro milhões de massas solares, é bastante pequeno; o outro, que pesa 150 milhões de massas solares, é muito maior. Os pesquisadores estão interessados ​​em observar a área ao redor desses buracos negros durante o primeiro vôo europeu do SOFIA. Um toro de poeira os envolve.

Essas regiões em forma de donut são encontradas em torno de cada AGN. Contudo, o papel que desempenham na geração de jatos de rádio permanece obscuro. Estes são pares de jatos de plasma que são ejetados do centro de um AGN em velocidades relativísticas. Nem todo AGN produz tais jatos de rádio, como foi mostrado por observações de radioastronomia. Estudos anteriores com SOFIA indicaram que o campo magnético nesses toros carregados de poeira pode ajudar a desencadear a formação de jato de rádio. A criação dos jatos pode realmente ser rastreada até a presença - ou mesmo a ausência - de um campo magnético? Esta é uma questão importante para a qual os astrônomos ainda não encontraram uma resposta.

Uma vez que apenas o instrumento infravermelho de alta resolução Airborne Wideband Camera (HAWC +) no SOFIA pode medir campos magnéticos nesta faixa de comprimento de onda, os pesquisadores querem usá-lo para decifrar a conexão entre esses campos e os jatos de rádio. Eles começaram suas observações do AGN de ​​Cygnus A durante um vôo sobre o sul da Califórnia em 2018. "A primeira missão europeia da SOFIA continuará esta pesquisa para finalmente resolver o mistério astronômico dos jatos de rádio, "explica Alessandra Roy, o cientista alemão do projeto SOFIA na DLR Space Administration, que opera o observatório aerotransportado em conjunto com a NASA.

O universo está se expandindo em uma taxa acelerada?

O universo tem se expandido continuamente desde o Big Bang. Esta descoberta foi feita por Edwin Hubble em 1929. Então, no final dos anos 1980, o astrofísico vencedor do Prêmio Nobel Saul Perlmutter, Adam Riess e Brian Schmidt começaram a observar supernovas do tipo 1a. Essas explosões estelares, referido como 'faróis cósmicos, "são visíveis de longe e têm sempre o mesmo brilho. Isso permite que suas distâncias sejam determinadas com clareza, quanto mais brilhantes essas supernovas tipo 1a aparecem, quanto mais próximos eles estão do observador. Determinar o brilho de muitas supernovas permitiu aos pesquisadores verificar se a expansão do universo está ou não acelerando. Os resultados foram uma surpresa. As explosões estelares observadas foram menos luminosas do que o esperado.

Isso deixou claro para os três pesquisadores que a expansão está se acelerando e o universo está sendo separado por um misterioso mecanismo de aceleração que agora é conhecido como Energia Escura. Mas é realmente esse o caso? A luminosidade inesperadamente baixa devido ao universo se afastando em velocidade crescente? Ou houve algum problema com as observações? “Estas são precisamente as perguntas que os pesquisadores de Austin, O Texas estará abordando enquanto usa o instrumento HAWC + a bordo do SOFIA para observar poeira nas galáxias domésticas de supernovas do tipo 1a. Eles vão medir o conteúdo de poeira na região em torno da explosão estelar. Observações semelhantes também serão realizadas pelo telescópio espacial Euclid da Agência Espacial Europeia, que está programado para lançamento em 2022. Após essas observações, talvez saibamos com mais precisão se a expansão do universo é realmente acelerada pela energia escura, "explica Roy, que está envolvido nas missões Euclides e SOFIA.

O céu noturno da Europa - um tesouro de segredos cósmicos

Uma série de outras observações científicas estão planejadas durante o vôo de 10 horas da SOFIA. Astrônomos do Observatório Astrofísico Smithsonian em Cambridge, Massachusetts, terá como alvo a região Serpens Sul da nuvem Serpens - uma formação com estrelas extremamente jovens - do céu acima da França. Com essas estrelas de três a quatro milhões de anos, os pesquisadores podem acompanhar a formação de estrelas quase desde o início e descobrir mais sobre esse processo. A próxima observação se concentrará no filamento L 1495 na Nuvem Molecular Taurus. Pesquisadores da Universidade da Califórnia, Berkeley (EUA) deseja descobrir qual papel a dinâmica dos campos magnéticos desempenha no processo de formação de nuvens filamentares. "Esta será a observação mais longa da SOFIA em seu primeiro voo de observação na Europa. A jornada começará ao sul da costa sueca, sobre o Mar Báltico, e cruzar a Polônia, a república Tcheca, Áustria, Eslovênia, Croácia, o Mar Adriático e a Itália - quase até a Sicília, "diz Clemens Plank, Engenheiro de Projeto para SOFIA na Administração Espacial DLR, discutir o plano de vôo. Isto teve de ser previamente acordado com todas as autoridades europeias de tráfego aéreo competentes.

Público jovem a bordo

Não apenas os cientistas estarão a bordo nesta expedição emocionante. Uma equipe do programa de televisão infantil alemão "Sendung mit der Maus" (Transmissão com o Mouse) dará ao público informações sobre o voo de pesquisa da SOFIA em um programa especial intitulado "Telescópios e Astronomia Infravermelha". Além disso, um vencedor do concurso "Jugend forscht" para jovens investigadores voará a bordo do SOFIA durante a sua estreia europeia.