Recorrendo a simulações cosmológicas avançadas, cientistas do Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço (IA) demonstraram que o telescópio espacial NewAthena, previsto para ser lançado em 2037, poderá detetar um número sem precedentes de buracos negros supermassivos nos confins do Universo.
A equipa internacional, liderada por Nuno Covas, do Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço e da Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa, criou um catálogo simulado do céu em raios X com base na simulação cosmológica IllustrisTNG.
O objetivo foi testar a capacidade do NewAthena - o futuro observatório de raios X da Agência Espacial Europeia (ESA) - de detetar os mais ténues e distantes núcleos galácticos ativos (AGNs), buracos negros supermassivos em crescimento.
A investigação foi publicada na revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
“Os raios X são uma ferramenta essencial para encontrar estes buracos negros enquanto eles se ‘alimentam’ ativamente, pois a matéria que espirala para dentro deles aquece a milhões de graus e emite radiação de alta energia. O NewAthena terá uma capacidade sem precedentes de recolher estes fotões, permitindo-nos ver os AGNs mais ténues e distantes", explica Nuno Covas.
As simulações indicam que, ao observar uma área do céu com dez graus quadrados, o NewAthena poderá detetar cerca de 250 mil AGNs, incluindo mais de 20 mil formados quando o Universo tinha menos de dois mil milhões de anos. Entre eles estarão 35 AGNs da Época da Reionização, uma das fases mais antigas da história cósmica, quando o Universo ainda não tinha mil milhões de anos.
“As nossas simulações, informadas pelas descobertas do JWST (Telescópio Espacial James Webb), sugerem que o Universo primitivo fervilhava com buracos negros em crescimento, muitos dos quais nos escaparam até agora por estarem escondidos. O NewAthena será capaz de detetar uma população significativa destes AGN obscurecidos, mesmo a distâncias cosmológicas extremas, o que será revolucionário para entendermos o crescimento dos primeiros buracos negros supermassivos”, afirma Covas.
José Afonso, também do IA e da Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa, sublinha a importância de planear a ciência do futuro:
“Estamos justamente a começar a observar os primeiros buracos negros no Universo e a tentar perceber o seu papel na formação e crescimento das galáxias. A par do estudo de sistemas como o Quasar RACS J0320-35, é fundamental planear o que queremos fazer daqui a 10-15 anos, com observatórios tão revolucionários quanto o NewAthena".
Afonso, membro do Conselho e da Equipa Científica do instrumento Wide Field Imager (WFI) da missão, acrescenta:
“Será a ciência de uma nova geração, mas é um desenvolvimento científico e tecnológico que já hoje estamos a planear em Portugal".
Ciência feita em Portugal com impacto europeu
A missão NewAthena deverá ser formalmente adotada pela ESA em 2027, com lançamento previsto para 2037. Portugal, através do IA, tem uma forte participação científica e tecnológica no projeto, que deverá estender-se também à indústria nacional, como explica Israel Matute, coautor do estudo.
“A visão de grande campo e alta energia do universo proporcionada pelo NewAthena será um complemento essencial aos observatórios da próxima década, como o LISA (ESA/NASA) e o Square Kilometre Array. No IA, estamos empenhados em formar a próxima geração de astrónomos especializados em raios X e rádio, como o Nuno Covas, que irão aproveitar o potencial destas infraestruturas extraordinárias e liderar as explorações futuras".
Marta Gonçalves, da Agência Espacial Portuguesa (Portugal Space), destaca que “a participação de equipas portuguesas na missão NewAthena, em particular do IA, demonstra a excelência científica alcançada em Portugal e a relevância crescente do país nas grandes missões da ESA. Para a Agência Espacial Portuguesa, missões como o NewAthena representam o retorno tangível da participação de Portugal na ESA, traduzido em conhecimento, inovação e formação de uma nova geração de cientistas capazes de contribuir para o progresso científico europeu".
