Ao reviver uma técnica capaz de combinar telescópios de raios gama especializados em um instrumento virtual gigante, os cientistas mediram os diâmetros de estrelas individuais a centenas de anos-luz de distância. A equipe usou os quatro telescópios VERITAS (Very Energetic Radiation Imaging Telescope Array System) nos EUA como um instrumento combinado para determinar o tamanho de Beta Canis Majoris - uma estrela gigante azul localizada a 500 anos-luz do sol - e Epsilon Orionis - um estrela supergigante azul localizada 2, 000 anos-luz do sol. A técnica de interferometria de intensidade estelar, demonstrado pela primeira vez há quase 50 anos, poderia ser um uso secundário para outros observatórios de raios gama, incluindo o futuro Cherenkov Telescope Array (CTA). A equipe liderada por astrônomos do Harvard &Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) e da Universidade de Utah, incluindo cientistas do DESY, relatam suas descobertas no jornal Astronomia da Natureza .

"Uma compreensão adequada da física estelar é importante para uma vasta gama de campos astronômicos, de estudos de exoplanetas à cosmologia, e ainda são frequentemente vistos como fontes pontuais de luz devido às suas grandes distâncias da Terra, "disse Nolan Matthews, da Universidade de Utah." A interferometria tem sido amplamente bem-sucedida em alcançar a resolução angular necessária para resolver espacialmente as estrelas e demonstramos a capacidade de realizar medições de interferometria de intensidade óptica com uma série de muitos telescópios que, por sua vez, ajudarão para melhorar nossa compreensão dos sistemas estelares. "

Usualmente, os telescópios VERITAS monitoram o céu em busca de tênues flashes azuis da luz Cherenkov que são produzidos quando os raios gama do cosmos atingem a atmosfera da Terra. Contudo, essas observações são limitadas às horas escuras sem lua. A equipe usou um tempo durante o qual o VERITAS não pode realizar suas observações normais em dezembro de 2019. "A eletrônica moderna nos permite combinar computacionalmente os sinais de luz de cada telescópio. O instrumento resultante tem a resolução óptica de um refletor do tamanho de um campo de futebol, "disse o investigador principal David Kieda, da Universidade de Utah." Esta é a primeira demonstração da técnica original de Hanbury Brown e Twiss usando uma série de telescópios ópticos. "

A equipe observou as duas estrelas por várias horas. As medições resultaram em diâmetros angulares de 0,523 miliarcsegundos para Beta Canis Majoris e 0,631 miliarcsegundos para Epsilon Orionis. Um miliarcsegundo é aproximadamente o tamanho de uma moeda de dois centavos no topo da Torre Eiffel em Paris, visto de Nova York. "Os valores medidos para ambas as estrelas estão de acordo com as medições anteriores com a mesma técnica feita com os telescópios Narrabri na década de 1970, "disse o cientista do DESY, Tarek Hassan, que esteve envolvido na análise das medições VERITAS. Os telescópios Narrabri foram os primeiros instrumentos a realizar medições estelares usando interferometria de intensidade estelar e operaram de 1963 a 1974. A equipe VERITAS demonstrou tanto melhorias na sensibilidade do técnica e sua escalabilidade usando a eletrônica digital.

Os cientistas provaram que dezenas de telescópios podem ser combinados usando a eletrônica moderna. Isso pode ser uma opção interessante para o futuro Cherenkov Telescope Array. Será o maior observatório de raios gama do mundo. O CTA contará com telescópios de raios gama em três classes de tamanho, DESY é responsável pelos telescópios de médio porte. "O CTA empregará até 99 telescópios com linha de base de quilômetros no hemisfério sul e 19 telescópios com linhas de base de várias centenas de metros no hemisfério norte, "explicou Hassan." Realizar medições de interferometria de intensidade estelar com o futuro CTA nos permitiria estudar estrelas com resolução angular incomparável. "

A interferometria de intensidade não só poderia permitir aos cientistas determinar os diâmetros das estrelas, mas também para imagens de superfícies estelares, e para medir as propriedades de sistemas como estrelas binárias em interação, estrelas girando rapidamente, ou a pulsação das variáveis ​​Cefeidas, entre outros. Tendo medido anteriormente o diâmetro aparente de algumas estrelas muito pequenas no céu usando o método de ocultação de asteróide, o novo estudo é mais um indicador de que os telescópios de raios gama, e seus cientistas, são mais do que aparenta.