Aos olhos humanos, o céu noturno entre as estrelas parece escuro, o vazio do espaço. Mas os telescópios de raios X capturam uma visão profundamente diferente. Como um show de fogos de artifício distante, nossas imagens do céu de raios X revelam um universo florescendo em atividade. Eles sugerem erupções cósmicas ainda desconhecidas vindas de algum lugar mais profundo em nossa galáxia.
Para ajudar a encontrar a fonte desses misteriosos raios-X, o astrônomo Dan McCammon da Universidade de Wisconsin, Madison e sua equipe estão lançando o instrumento XQC ou Calorímetro Quântico de Raios-X. O XQC fará sua sétima viagem ao espaço a bordo de um foguete suborbital da NASA. Desta vez, o XQC observará uma mancha de luz de raios-X com resolução de energia 50 vezes melhor do que nunca, a chave para revelar sua fonte. A janela de lançamento é aberta no Arnhem Space Center da Equatorial Launch Australia, no Território do Norte, Austrália, em 26 de junho de 2022.

Como a atmosfera da Terra absorve raios X, nossas primeiras visões de raios X cósmicos aguardavam a era espacial. Em junho de 1962, os físicos Bruno Rossi e Ricardo Giacconi lançaram o primeiro detector de raios X no espaço. O voo revelou as primeiras fontes de raios-X além do nosso sol:Scorpius X-1, um sistema estelar binário a cerca de 9.000 anos-luz de distância, bem como um brilho difuso espalhado pelo céu. A descoberta fundou o campo da astronomia de raios-X e mais tarde deu a Giacconi uma parte do Prêmio Nobel de 2002 em física.

Os cientistas agora mapearam o céu de raios-X em detalhes cada vez mais finos com a ajuda de outras missões de raios-X da NASA. Ainda assim, existem várias manchas brilhantes cujas fontes são desconhecidas. Para o próximo voo, McCammon e sua equipe terão como alvo um pedaço de luz de raios-X parcialmente visível do Hemisfério Norte.

"Ele cobre uma grande parte da galáxia, mas precisávamos estar no Hemisfério Sul para ver essa parte do céu", disse McCammon. "Estamos esperando há muito tempo por esta expedição à Austrália."

Os cientistas acreditam que a mancha de raios-X vem de gás quente e difuso aquecido por supernovas, as erupções brilhantes de estrelas moribundas. A missão XQC está investigando duas fontes possíveis, ilustradas no gráfico abaixo.

Uma possibilidade é que os raios-X venham de gás aquecido por supernovas "Tipo Ia", a agonia de estrelas massivas que vivem dezenas a centenas de milhões de anos. A parte interna da nossa galáxia tem uma concentração alta o suficiente desse tipo de supernova para aquecer o patch de raios-X que McCammon está investigando.

A outra fonte possível são as supernovas "Tipo II". As estrelas por trás da supernova Tipo II são ainda mais massivas, queimam mais brilhantes e mais quentes e vivem apenas alguns milhões de anos antes de se tornarem supernovas. Eles ocorrem em regiões ativas de formação de estrelas, como aquelas em um dos braços espirais internos da nossa galáxia.

Para distinguir essas possibilidades, o XQC analisará a luz de raios-X, procurando vestígios de oxigênio e ferro. Mais oxigênio aponta para supernovas Tipo II, enquanto menos oxigênio sugere supernovas Tipo Ia. A física por trás disso é complexa, mas, em última análise, decorre de quanto tempo as estrelas queimaram antes de entrar em erupção. As estrelas menores por trás das supernovas do Tipo Ia queimam por mais tempo, deixando menos oxigênio para trás do que as supernovas do Tipo II.

É claro que o voo provavelmente capturará muito mais informações também. "Esta é uma exploração com uma nova capacidade - queremos ver o que podemos ver", disse McCammon. "Toda vez que olhamos para o céu de raios-X com uma nova capacidade, acaba sendo mais complicado do que imaginávamos."

Após o voo, a equipe planeja recuperar o instrumento. Ele se aposentará no Oak Ridge National Labs, no Tennessee, onde ajudará em experimentos de laboratório.

Este voo será a última viagem do XQC ao espaço, mas a primeira da nova linha de foguetes do Arnhem Space Center em East Arnhem, Austrália. O XQC faz parte de uma campanha de três foguetes lançada em junho e julho de 2022, o primeiro lançamento da NASA da Austrália desde 1995. + Explorar mais

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