Observatórios Espaciais e de Altas Energias
Observatórios espaciais e de altas energias transportam instrumentos acima da atmosfera para observar comprimentos de onda que ela bloqueia, desde o ultravioleta até os raios X e raios gama, e para escapar do seu embaçamento e ruído de fundo.
Definition
Observatórios espaciais e de altas energias são instalações astronómicas colocadas acima ou além da atmosfera terrestre, ou em grandes profundidades subterrâneas e subaquáticas, que detetam radiação e partículas inacessíveis ou degradadas ao nível do solo, especialmente o céu de alta energia e ultravioleta.
Scope
Esta área abrange as plataformas e naves espaciais que albergam telescópios em órbita e além, a ótica especializada e os detetores de astronomia de raios X e raios gama, a instrumentação ultravioleta e os detetores de astronomia multi-mensageira que registam neutrinos, raios cósmicos e ondas gravitacionais juntamente com a luz.
Sub-topics
Core questions
- Por que grande parte do céu de alta energia e ultravioleta deve ser observada do espaço?
- Como os raios X e raios gama são focados ou detetados quando não podem ser refletidos normalmente?
- Que exigências especiais o ambiente espacial impõe aos instrumentos?
- Como os detetores multi-mensageiros estendem a astronomia para além da luz?
Key theories
- Opacidade atmosférica
- A atmosfera terrestre absorve a radiação ultravioleta, de raios X e raios gama quase completamente, de modo que estas janelas para o universo só podem ser abertas a partir do espaço ou, para as energias mais altas, indiretamente a partir do solo.
- Técnicas de incidência rasante e abertura codificada
- Os raios X refletem apenas em ângulos rasantes, exigindo camadas de espelhos aninhadas, enquanto os raios gama são imageados com máscaras codificadas ou rastreados em detetores em vez de serem focados convencionalmente.
- Processos de emissão de alta energia
- A interpretação de observações de alta energia baseia-se na compreensão da radiação síncrotron, espalhamento Compton inverso e bremsstrahlung térmico de plasmas quentes e relativísticos.
Clinical relevance
Observatórios espaciais e de altas energias revelam buracos negros, estrelas de nêutrons, remanescentes de supernovas, gás intracluster quente e os eventos mais energéticos do universo; juntamente com detetores multi-mensageiros, abriram formas inteiramente novas de observar o cosmos.
History
Foguetes de sondagem na década de 1940 alcançaram pela primeira vez o céu ultravioleta e de raios X, e o voo de foguete de Giacconi em 1962 descobriu a primeira fonte cósmica de raios X. Satélites dedicados desde o Uhuru, grandes observatórios como Hubble e Chandra, e detetores terrestres de raios gama e neutrinos construíram desde então a astronomia de altas energias e multi-mensageira.
Key figures
- Riccardo Giacconi
- Bruno Rossi
- Lyman Spitzer
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Seminal works
- kitchin2013
- longair2011
- seward2010
Frequently asked questions
- Por que a astronomia de raios X e ultravioleta não pode ser feita a partir do solo?
- A atmosfera terrestre absorve a radiação ultravioleta, de raios X e raios gama quase inteiramente antes que ela atinja o solo, o que é uma sorte para a vida, mas bloqueia esses comprimentos de onda para os telescópios. Observá-los requer elevar instrumentos acima da atmosfera em foguetes, balões ou satélites.
- Por que os raios X não podem ser focados com espelhos comuns?
- Os raios X que atingem uma superfície de frente são principalmente absorvidos em vez de refletidos. Eles refletem eficientemente apenas quando roçam a superfície em ângulos muito rasos, então os telescópios de raios X usam camadas de espelhos aninhadas, em forma de barril, pelas quais os raios deslizam para serem levados ao foco.