Lembra-te que quando ouves rádio, vês televisão, ou cozinhas o jantar num forno de microondas, estás a usar ondas electromagnéticas. Ondas de rádio, ondas de televisão e microondas são todos os tipos de ondas eletromagnéticas. Elas só diferem umas das outras em comprimento de onda. As ondas no espectro eletromagnético variam em tamanho, desde ondas de rádio muito longas do tamanho de edifícios até raios gama muito curtos, menores do que o tamanho do núcleo de um átomo. O espectro eletromagnético inclui raios X.
À medida que os comprimentos de onda da luz diminuem, eles aumentam em energia. Os raios X têm comprimentos de onda menores e, portanto, maior energia. Nós normalmente falamos dos raios X em termos de sua energia e não de comprimento de onda. Isto é parcialmente porque os raios X têm comprimentos de onda muito pequenos!
X-rays foram descobertos pela primeira vez em 1895 por Wilhelm Conrad Roentgen, um cientista alemão que os encontrou por acaso.
Ele tirou uma fotografia de raio X da mão da sua esposa que revelou claramente a sua aliança de casamento e os seus ossos. A fotografia eletrizou o público em geral e despertou grande interesse científico na nova forma de radiação. Roentgen chamou-lhe “X” para indicar que era um tipo desconhecido de radiação.
A atmosfera da Terra é suficientemente espessa para que praticamente nenhum raio X seja capaz de atravessar do espaço exterior até à superfície da Terra. Isto é bom para nós, mas também mau para a astronomia – temos de colocar telescópios e detectores de raios X nos satélites! Não podemos fazer astronomia de raios X do solo.
Como “vemos” usando luz de raios X?
Como seria ver os raios X? Bem, não seríamos capazes de ver através da roupa das pessoas, não importa o que os anúncios de óculos de raio X nos dizem! Se pudéssemos ver raios-x, poderíamos ver coisas que ou emitiriam raios-x ou parariam sua transmissão. Os nossos olhos seriam como a película de raio-X usada em hospitais ou consultórios de dentista. A película de raio-X “vê” raios-X, como os que viajam através da sua pele. Também vê sombras deixadas por coisas que os raios X não podem viajar através (como ossos ou metal).
Quando você recebe um raio X tomado em um hospital, o filme sensível ao raio X é colocado em um lado do seu corpo, e os raios X são disparados através de você. Num dentista, o filme é colocado dentro da boca, de um lado dos dentes, e os raios X são disparados através do maxilar, tal como nesta fotografia. Não dói nada – você não pode sentir as radiografias.
Porque seus ossos e dentes são densos e absorvem mais raios X do que sua pele faz, silhuetas de seus ossos ou dentes são deixadas na radiografia enquanto sua pele parece transparente. O metal absorve ainda mais raios X – você pode ver o preenchimento na imagem do dente
Quando o Sol brilha sobre nós em um determinado ângulo, nossa sombra é projetada sobre o solo. Similarmente, quando a luz do raio X brilha sobre nós, ela atravessa nossa pele, mas permite que as sombras de nossos ossos sejam projetadas e capturadas pelo filme.
Esta é uma foto de raio X de uma menina de 1 ano de idade. Você pode ver a sombra do que ela engoliu?
X-ray de uma menina de 1 ano de idade mostrando um pino que ela engoliu
Usamos satélites com detectores de raios X neles para fazer astronomia de raios X. Em astronomia, as coisas que emitem raios X (como buracos negros) são como a máquina de raios X do dentista, e o detector no satélite é como o filme de raios X.
O que nos mostra a luz dos raios X?
Muitas coisas no espaço emitem raios X, entre elas estão buracos negros, estrelas de neutrões, sistemas estelares binários, restos de supernovas, estrelas, o Sol, e até alguns cometas!
A Terra brilha em muitos tipos de luz, incluindo a banda de raios X energética. Na verdade, a Terra em si não brilha – apenas a aurora produzida no alto da atmosfera da Terra. Estas auroras são causadas por partículas carregadas do Sol.
X-ray imagem da Terra (Crédito: Polar, PIXIE, NASA)
À esquerda está a primeira imagem da Terra em raios X, tirada em Março de 1996 com o satélite Polar em órbita. A área de emissão de raios X mais brilhante é a vermelha. As partículas de carga energética do Sol que causam a aurora também energizam elétrons na magnetosfera da Terra. Estes electrões movem-se ao longo do campo magnético da Terra e eventualmente atingem a ionosfera terrestre, causando a emissão de raios X. Estes raios X não são perigosos porque são absorvidos pelas partes mais baixas da atmosfera terrestre.
Muitas coisas no espaço profundo emitem raios X. Muitas estrelas estão em sistemas estelares binários – o que significa que duas estrelas orbitam uma à outra. Quando uma dessas estrelas é um buraco negro ou uma estrela de nêutrons, o material é arrancado da estrela normal. Este material entra em espiral no buraco negro ou estrela de nêutrons e aquece até temperaturas muito altas. Quando algo é aquecido a mais de um milhão de graus, ele emitirá raios X
Saiba mais sobre os raios X!