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Um novo telescópio espacial chamado Euclid, uma missão da ESA (Agência Espacial Europeia) com importantes contribuições da NASA, deve ser lançado em julho para explorar por que a expansão do universo está acelerando. Os cientistas chamam a causa desconhecida dessa aceleração cósmica de “energia escura”. Em maio de 2027, o Telescópio Espacial Nancy Grace Roman da NASA se juntará a Euclid para explorar esse quebra-cabeça de maneiras que nunca foram possíveis antes.
“Vinte e cinco anos após sua descoberta, a expansão acelerada do universo continua sendo um dos mistérios mais prementes da astrofísica”, disse Jason Rhodes, pesquisador sênior do Laboratório de Propulsão a Jato da NASA, no sul da Califórnia. Rhodes é vice-cientista de projetos de Roman e líder científico americano de Euclid. “Com esses próximos telescópios, mediremos a energia escura de diferentes maneiras e com muito mais precisão do que antes, abrindo uma nova era de exploração desse mistério”.
Os cientistas não têm certeza se a expansão acelerada do universo é causada por um componente adicional de energia ou se sinaliza que nossa compreensão da gravidade precisa ser alterada de alguma forma. Os astrônomos usarão Roman e Euclides para testar ambas as teorias ao mesmo tempo, e os cientistas esperam que ambas as missões descubram informações importantes sobre o funcionamento subjacente do Universo.
Euclides e Roman foram projetados para estudar a aceleração cósmica, mas usando estratégias diferentes e complementares. Ambas as missões farão mapas 3D do universo para responder questões fundamentais sobre a história e estrutura do Universo. Juntos, eles serão muito mais poderosos do que individualmente.
Euclides observará uma área muito maior do céu – aproximadamente 15.000 graus quadrados, ou cerca de um terço do céu – em ambos os comprimentos de onda ópticos e infravermelhos da luz, mas com menos detalhes do que Roman. Ele retrocederá 10 bilhões de anos, quando o Universo tinha cerca de 3 bilhões de anos.
O maior levantamento de núcleo de Roman será capaz de sondar o universo com uma profundidade e precisão muito maiores, mas em uma área menor – cerca de 2.000 graus quadrados, ou um vigésimo do céu. Sua visão infravermelha revelará o cosmos quando ele tinha 2 bilhões de anos, revelando um número maior de galáxias mais fracas. Enquanto Euclid se concentrará exclusivamente na cosmologia, Roman também pesquisará galáxias próximas, encontrará e investigará planetas em toda a nossa galáxia, estudará objetos nos arredores de nosso Sistema Solar e muito mais.
Este infográfico compara muitos elementos-chave da Euclides da ESA e da espaçonave romana da NASA. Os dois trabalharão de maneiras complementares para lançar luz sobre alguns dos componentes mais misteriosos do Universo. Texto alternativo: Um gráfico de comparação intitulado "Observatórios Cósmicos". Ele lista a ESA como a principal agência de Euclides e a NASA como a de Roman. A ciência primária de Euclides é cosmologia (energia escura), que Roman explorará cosmologia, exoplanetas e muitos outros tópicos em astronomia infravermelha (incluindo energia escura). Euclid usará métodos de lente fraca e agrupamento de galáxias para sondar a energia escura; Roman usará aquelas supernovas tipo Ia. O tamanho da pesquisa proposta por Euclides é de 15.000 graus quadrados e o de Roman é de aproximadamente 2.000. Euclides observará comprimentos de onda visíveis e infravermelhos, enquanto Roman observará infravermelhos. Euclid tem 36 detectores CCD 4K em um instrumento e uma matriz de 16 detectores 2K HgCdTe NIR em outro, enquanto Roman possui uma matriz de 18 detectores 4K HgCdTe NIR em seu instrumento principal. O espelho primário da ESA tem 3,9 pés (1,2 metros) de largura; Roman é de 7,9 pés (2,4 metros). Euclid está programado para ser lançado em julho de 2023, e Roman está planejado para ser lançado em maio de 2027. Ambos orbitarão ao redor do Sol-Terra L2. A espaçonave Euclid tem 14,9 pés (4,5 metros) de comprimento e a Roman terá 42 pés (12,7 metros). Suas massas são 4.500 libras (2.000 kg) para Euclides e 18.000 libras (8.000 kg) para Roman. e Roman está planejado para ser lançado em maio de 2027. Ambos orbitarão ao redor do Sol-Terra L2. A espaçonave Euclid tem 14,9 pés (4,5 metros) de comprimento e a Roman terá 42 pés (12,7 metros). Suas massas são 4.500 libras (2.000 kg) para Euclides e 18.000 libras (8.000 kg) para Roman. e Roman está planejado para ser lançado em maio de 2027. Ambos orbitarão ao redor do Sol-Terra L2. A espaçonave Euclid tem 14,9 pés (4,5 metros) de comprimento e a Roman terá 42 pés (12,7 metros). Suas massas são 4.500 libras (2.000 kg) para Euclides e 18.000 libras (8.000 kg) para Roman.
Créditos: NASA
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A Caça à Energia Escura
O Universo tem se expandido desde o seu nascimento – um fato descoberto pelo astrônomo belga Georges Lemaître em 1927 e Edwin Hubble em 1929. Mas os cientistas esperavam que a gravidade da matéria do universo desacelerasse gradualmente essa expansão. Na década de 1990, ao observar um tipo específico de supernova, os cientistas descobriram que, cerca de 6 bilhões de anos atrás, a energia escura começou a aumentar sua influência no universo, e ninguém sabe como ou por quê. O fato de estar acelerando significa que falta algo fundamental em nossa imagem do Cosmos.
Roman e Euclides fornecerão fluxos separados de novos dados atraentes para preencher as lacunas em nosso entendimento. Eles tentarão identificar a causa da aceleração cósmica de algumas maneiras diferentes.
Primeiro, tanto Roman quanto Euclides estudarão o acúmulo de matéria usando uma técnica chamada lente gravitacional fraca. Esse fenômeno de curvatura da luz ocorre porque qualquer coisa com massa deforma o tecido do espaço-tempo; quanto maior a massa, maior a deformação. As imagens de uma fonte distante produzidas pela luz que se move através dessas distorções também parecem distorcidas. Quando esses objetos de “lente” mais próximos são galáxias massivas ou aglomerados de galáxias, as fontes de fundo podem aparecer manchadas ou formar várias imagens.
Massa menos concentrada, como aglomerados de matéria escura, pode criar efeitos mais sutis. Ao estudar essas distorções menores, Roman e Euclides criarão, cada um, um mapa 3D de matéria escura. Isso oferecerá pistas sobre a aceleração cósmica porque a atração gravitacional da matéria escura, agindo como uma cola cósmica que une galáxias e aglomerados de galáxias, contraria a expansão do Universo. Registrar a matéria escura do Universo ao longo do tempo cósmico ajudará os cientistas a entender melhor a alimentação de empurrar e puxar na aceleração cósmica.
As duas missões também estudarão a maneira como as galáxias se agruparam em diferentes eras cósmicas. Os cientistas detectaram um padrão na forma como as galáxias se reúnem a partir de medições do Universo próximo. Para qualquer galáxia hoje, temos cerca de duas vezes mais chances de encontrar outra galáxia a cerca de 500 milhões de anos-luz de distância do que um pouco mais perto ou mais longe.
Essa distância cresceu ao longo do tempo devido à expansão do espaço. Ao olhar mais longe no Universo, para tempos cósmicos anteriores, os astrônomos podem estudar a distância preferida entre as galáxias em diferentes épocas. Ver como ele mudou revelará a história da expansão do universo. Ver como o agrupamento de galáxias varia ao longo do tempo também permitirá um teste preciso da gravidade. Isso ajudará os astrônomos a diferenciar entre um componente de energia desconhecido e várias teorias de gravidade modificadas como explicações para a aceleração cósmica.
Roman conduzirá uma pesquisa adicional para descobrir muitas supernovas distantes do tipo Ia – um tipo especial de explosão estelar. Essas explosões atingem um pico de brilho intrínseco semelhante. Por causa disso, os astrônomos podem determinar a que distância as supernovas estão simplesmente medindo o quão brilhantes elas aparecem.
Os astrônomos usarão Roman para estudar a luz dessas supernovas para descobrir com que rapidez elas parecem estar se afastando de nós. Ao comparar a rapidez com que estão recuando em diferentes distâncias, os cientistas rastrearão a expansão cósmica ao longo do tempo. Isso nos ajudará a entender melhor se e como a energia escura mudou ao longo da história do Universo.
Um par poderoso
As pesquisas das duas missões irão se sobrepor, com Euclid provavelmente observando toda a área que Roman irá escanear. Isso significa que os cientistas poderão usar os dados mais sensíveis e precisos de Roman para aplicar correções aos de Euclides e estender as correções sobre a área muito maior de Euclides.
“O primeiro olhar de Euclid para a ampla região do céu que ele irá pesquisar informará a ciência, análise e abordagem de pesquisa para o mergulho mais profundo de Roman”, disse Mike Seiffert, cientista do projeto para a contribuição da NASA para Euclid no Laboratório de Propulsão a Jato da NASA.
“Juntos, Euclides e Roman somarão muito mais do que a soma de suas partes”, disse Yun Wang, pesquisador sênior do Caltech/IPAC em Pasadena, Califórnia, que liderou grupos científicos de aglomeração de galáxias para Euclides e Roman. “Combinar suas observações dará aos astrônomos uma noção melhor do que realmente está acontecendo no Universo”.
Três grupos científicos apoiados pela NASA estão contribuindo para a missão Euclides. Além de projetar e fabricar o instrumento eletrônico do chip sensor do Espectrômetro e Fotômetro de infravermelho próximo (NISP) da Euclid, o JPL liderou a aquisição e entrega dos detectores NISP. Esses detectores foram testados no Goddard Space Flight Center da NASA. O Euclid NASA Science Center at IPAC (ENSCI), no Caltech, apoiará investigações baseadas nos EUA usando dados Euclid.
Para mais informações sobre Euclides, acesse:
https://www.esa.int/Science_Exploration/Space_Science/Euclid/
O Nancy Grace Roman Space Telescope é gerenciado no Goddard Space Flight Center da NASA em Greenbelt, Maryland, com a participação do Jet Propulsion Laboratory da NASA e Caltech/IPAC no sul da Califórnia, o Space Telescope Science Institute em Baltimore e uma equipe científica composta por cientistas de vários instituições de pesquisa. Os principais parceiros industriais são a Ball Aerospace and Technologies Corporation em Boulder, Colorado; L3Harris Technologies em Melbourne, Flórida; e Teledyne Scientific & Imaging em Thousand Oaks, Califórnia.
Por Ashley Balzer
Goddard Space Flight Center da NASA , Greenbelt, Md.
Contato de mídia:
Laboratório de Propulsão a Jato da NASA Calla Cofield
Goddard Space Flight Center da NASA
Tags: Energia Escura e Matéria Escura , Galáxias , Goddard Space Flight Center , Nancy Grace Roman Space Telescope , Estrelas , Supernova Universo
Para saber mais, acesse os links acima>
Fonte: NASA / Editor: Ashley Balzer / Publicação 27-06-2023
https://www.nasa.gov/directorates/spacetech/centennial_challenges/watts-on-the-moon/index.html
Web Science Academy; Hélio R.M.Cabral (Economista, Escritor e Divulgador de conteúdos da Astronomia, Astrofísica, Astrobiologia e Climatologia).Participou do curso (EAD) de Astrofísica, concluído em 2020, pela Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC).
Autor do livro: “Conhecendo o Sol e outras Estrelas” e "Conhecendo a Energia produzida no Sol".
Acompanha e divulga os conteúdos científicos da NASA (National Aeronautics and Space Administration), ESA (European Space Agency) e outras organizações científicas e tecnológicas.
Participa do projeto S`Cool Ground Observation (Observações de Nuvens) que é integrado ao Projeto CERES (Clouds and Earth´s Radiant Energy System) administrado pela NASA. A partir de 2019, tornou-se membro da Sociedade Astronômica Brasileira (SAB), como astrônomo amador.
Participa também do projeto The Globe Program / NASA Globe Cloud, um Programa de Ciência e Educação Worldwide, que também tem o objetivo de monitorar o Clima em toda a Terra. Este projeto é patrocinado pela NASA e National Science Fundation (NSF), e apoiado pela National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) e U.S Department of State.
>Autor de cinco livros, que estão sendo vendidos nas livrarias Amazon, Book Mundo e outras.
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