O balão carregava uma pilha de filmes radioativos em forma de panqueca pelo ar, tirando as fotos mais precisas do mundo do feixe de raios gama de uma estrela de nêutrons. Este trabalho pioneiro foi realizado por pesquisadores da Universidade de Kobe, que combinaram a mais antiga tecnologia de detecção de radiação radioativa com tecnologia avançada de aquisição de dados e dispositivos inovadores de registro de tempo.
As estrelas brilham para nós em todo o espectro de luz, do infravermelho aos raios gama. Para cada banda é necessário um equipamento de detecção diferente. O mais desafiador deles são os raios gama, que são famosos por serem o produto de alta energia da fissão nuclear porque seu comprimento de onda muito curto significa que não interagem com a matéria como outras formas de luz, portanto não podem ser desviados com lentes e não podem ser detectados por sensores padrão. Como resultado, existe uma lacuna na nossa capacidade de detectar a luz de objetos estelares fascinantes, como supernovas e seus remanescentes.
Para resolver este problema, o astrofísico da Universidade de Kobe, Shigeki Aoki, e sua equipe voltaram sua atenção para o material mais antigo usado para detectar radioatividade – o filme fotossensível. "Nosso grupo de pesquisa tem se concentrado na notável capacidade do filme de emulsão de rastrear raios gama com alta precisão e propôs que o filme de emulsão poderia se tornar um excelente telescópio de raios gama, introduzindo algumas capacidades modernas de captura e análise de dados", explicou Aoki.
Com base na alta sensibilidade desses filmes e em um novo processo automatizado e de alta velocidade para extrair dados dos filmes, a ideia é empilhar vários filmes para capturar com precisão as trajetórias das partículas produzidas quando os raios gama os atingem. Assim como uma panqueca pode capturar onde você enfia um canudo, mas registrar a direção do canudo exigiria uma pilha inteira de panquecas.
Para reduzir a interferência atmosférica, montaram então a pilha de filmes num balão de observação científica e elevaram-no a uma altitude de 35 a 40 quilómetros. No entanto, como o balão balançava e girava com o vento, a direção do “telescópio” era instável, então eles adicionaram um conjunto de câmeras para registrar a posição da gôndola em relação ao céu estrelado em todos os momentos.
Mas isto cria outro problema, porque, como sabe qualquer pessoa que tenha tirado fotografias com longas exposições, o filme fotográfico não consegue registar a passagem do tempo, pelo que não existe uma forma directa de saber quando ocorreu o impacto dos raios gama. Para superar esse problema, eles fizeram as três camadas inferiores do filme se moverem para frente e para trás em velocidades fixas, mas diferentes, como os ponteiros de um relógio. Com base no relativo desalinhamento das marcas no filme subjacente, eles conseguiram calcular o momento preciso do impacto e correlacioná-lo com a filmagem da câmera.
Agora, eles publicaram a primeira imagem produzida pelo aparelho no The Astrophysical Journal. Esta é a imagem mais precisa do pulsar Vela já obtida. O pulsar Vela é uma estrela de nêutrons que gira rapidamente e projeta um feixe de raios gama no céu como um farol à noite. "No total, capturámos biliões de trajetórias com uma precisão de 1/10.000 de milímetro. Ao adicionar informações de tempo e combiná-las com informações de monitorização de atitude, fomos capazes de determinar o 'quando' e o 'onde' do evento com grande precisão, numa resolução mais de 40 vezes superior à dos telescópios convencionais de raios gama."
Embora estes resultados já sejam impressionantes, novas técnicas oferecem a possibilidade de capturar ainda mais detalhes nesta faixa de luz. Pesquisadores da Universidade de Kobe explicaram: "Através de experimentos científicos com balões, podemos tentar contribuir para muitos campos da astrofísica, especialmente aplicando telescópios de raios gama à 'astronomia multi-mensageiro', onde são necessárias medições simultâneas do mesmo evento capturado por diferentes técnicas. Com base nos dados bem-sucedidos gerados pelo experimento com balões em 2018, expandiremos a área e o tempo de observação nos voos de balão seguintes, e esperamos fazer avanços científicos no campo da astronomia de raios gama."
Fonte compilada: ScitechDaily