A equipe do Telescópio Espacial Nancy Grace Roman da NASA certificou recentemente todos os 24 detectores de que a missão precisa. Quando Roman for lançado em meados da década de 2020, esses dispositivos irão converter a luz das estrelas em sinais elétricos, que será então decodificado em imagens de 300 megapixels de grandes manchas do céu. Essas imagens permitirão aos astrônomos explorar uma vasta gama de objetos e fenômenos celestes, trazendo-nos mais perto de resolver muitos mistérios cósmicos urgentes.

"Como os olhos do telescópio, Os detectores de Roman habilitarão toda a ciência da missão, "disse John Gygax, o gerente do sistema de plano focal do Telescópio Espacial Romano no Goddard Space Flight Center da NASA em Greenbelt, Maryland. "Agora, com base em nossos resultados de teste, nossa equipe pode confirmar se esses detectores infravermelhos atendem a todos os requisitos para os propósitos de Roman. "

Cada detector tem 16 milhões de pixels minúsculos, fornecendo a missão com resolução de imagem requintada. Enquanto 18 detectores serão incorporados à câmera de Roman, outros seis serão reservados como sobressalentes qualificados para o voo.

"O coração dos detectores de Roman são milhões de fotodiodos mercúrio-cádmio-telureto, que são sensores que convertem luz em corrente elétrica - um para cada pixel, "disse Greg Mosby, um astrofísico pesquisador em Goddard que está ajudando a avaliar o desempenho dos detectores de Roman. "Uma das razões pelas quais escolhemos este material é porque, variando a quantidade de cádmio, podemos ajustar o detector para ter um comprimento de onda de corte específico. Isso nos permite focar mais precisamente nos comprimentos de onda da luz que estamos tentando ver. "

Para fazer os detectores, técnicos da Teledyne Imaging Sensors em Camarillo, A Califórnia construiu os fotodiodos na base do detector, camada por camada. Então, eles fixaram o detector a uma placa eletrônica de silício que ajudará a processar os sinais de luz usando índio - um metal macio que tem aproximadamente a mesma consistência de uma goma de mascar. Os pixels foram colados com uma pequena gota de índio para cada um.

As gotas foram meticulosamente colocadas a apenas 10 mícrons de distância - aproximadamente a largura de uma fibra de algodão típica. Se escalássemos um dos detectores de Roman para ficar tão comprido quanto uma piscina olímpica, as bolhas de índio estariam separadas por menos de meia polegada. Este alinhamento preciso garante que cada um dos sensores opere de forma independente.

"A equipe romana passou anos identificando uma receita ideal para os detectores da missão, "Mosby disse." É gratificante ver o trabalho árduo da equipe valer a pena neste aspecto técnico crucial da missão. Mal podemos esperar para ver como as imagens desses detectores transformam nossa compreensão do universo. "

Primo de olhos arregalados do Hubble

Combinar tantos detectores e pixels dá a Roman seu amplo campo de visão, permitindo a missão de criar imagens infravermelhas que serão cerca de 200 vezes maiores do que o Hubble pode fornecer, revelando o mesmo nível de riqueza de detalhes. A espaçonave deve coletar muito mais dados do que qualquer outra missão astrofísica da NASA antes dela. Os cientistas tiveram que desenvolver novos processos que comprimirão e digitalizarão a torrente de dados da missão.

Os engenheiros de Goddard também foram os pioneiros em novos métodos de teste para garantir que os detectores atendam às necessidades da missão. Roman requer detectores extremamente sensíveis para ver sinais fracos vindos de todo o cosmos. Mas não é fácil criar detectores que atendam aos rígidos requisitos de qualidade da missão.

A equipe sabia que nem todos os detectores passariam em seus testes rigorosos, então eles pediram mais do que a missão requer e usarão os melhores. Mas os detectores extras não serão desperdiçados - alguns estão destinados a servir como olhos de outros telescópios que têm requisitos mais brandos, enquanto outros serão usados ​​para testes adicionais no terreno.

Ficar legal

Roman criará enormes, panoramas de alta resolução do universo infravermelho, com base nas observações inovadoras do Telescópio Espacial Spitzer e complementando o Telescópio Espacial James Webb. Ver o espaço em luz infravermelha é como usar óculos de visão térmica, ajudando-nos a identificar coisas que não seríamos capazes de ver de outra forma. Mas fazer isso requer detectores precisos e extremamente frios.

"O espaço é muito escuro, e tudo emite luz infravermelha de acordo com sua temperatura, "disse Dominic Benford, o cientista do programa romano na sede da NASA. "Telescópio de Roman, Câmera, e todos os detectores precisam ser resfriados para que fiquem mais escuros do que o universo para o qual estarão olhando. "

Uma vez que podemos detectar luz infravermelha como calor, Os detectores de Roman terão que ser super-resfriados a frígidos -288 graus Fahrenheit (-178 graus Celsius). Caso contrário, o calor dos próprios componentes da espaçonave saturaria os detectores, efetivamente cegando o telescópio. Um radiador redirecionará o calor residual dos componentes da espaçonave para longe dos detectores para o espaço frio, garantindo que Roman será sensível a sinais fracos de galáxias distantes e outros objetos cósmicos.

A combinação da resolução fina de Roman e imagens enormes nunca foi possível em um telescópio espacial antes e fará do Telescópio Espacial Nancy Grace Roman uma ferramenta indispensável no futuro.