Una visión extraordinaria del universo

El uso de rayos X en la exploración espacial

Las emisiones de rayos X de fuentes cósmicas indican que estas fuentes se calientan hasta temperaturas que exceden el millón de grados o que contienen partículas altamente energéticas. Los recientes telescopios de rayos X, como el Observatorio Chandra de Rayos X y el XMM-Newton, han observado miles de fuentes de rayos X cósmicos. Estas observaciones han causado un gran impacto en nuestra comprensión de los fenómenos físicos que rigen la evolución de estructuras en el universo. En este artículo se repasan y destacan algunos de estos importantes resultados.

Palabras clave: astronomía, rayos X, cuásares, chorros, cúmulos de rayos X, cosmología.

Riccardo Giacconi va rebre el 2002 el Premi Nobel de Física «per les seues aportacions pioneres a l’astrofísica, que han portat al descobriment de fonts de raigs X còsmics». L’últim paràgraf de la seua conferència d’ac-ceptació del Nobel, que va tenir lloc el 8 de desembre de 2002, resumia la importància de l’astronomia de raigs X:

[…] esta radiación revela la existencia de procesos astrofísicos en los que la materia se calienta hasta temperaturas de millones de grados o en los que las partículas se han acelerado hasta energías relativistas. Los fotones de rayos X son especialmente útiles para estudiar estos procesos porque son numerosos, porque penetran distancias cosmológicas y porque son susceptibles de observación mediante telescopios especiales. Esta última propiedad distingue significativamente la astronomía de rayos X de la de rayos gamma. Sin embargo, en términos más simples, la astronomía de altas energías es muy importante para el estudio del universo porque los fenómenos de altas energías representan un papel crucial en la dinámica universal. (Giacconi, 2002)

En 1960, Riccardo Giacconi y Bruno Rossi publicaron un artículo breve titulado «A “telescope” for soft x-ray astronomy» (“Un ‘telescopio’ para la astronomía ligera de rayos X”), que describía la teoría y el diseño de un telescopio de rayos X. La atmósfera de la Tierra es opaca a la radiación de rayos X, por lo que las observaciones de fuentes de rayos X requieren telescopios ubicados en el espacio.

«La majoria d’objectes astronòmics emeten raigs X. Aquestes emissions poden proporcionar informació clau sobre la naturalesa i evolució de les fonts»

Además, la longitud de onda de la radiación de rayos X es menor que 10 ángstroms y concentrar estas ondas electromagnéticas tan cortas implica que se reflejen en ángulos muy pequeños, de manera que los rayos prácticamente rozan la superficie del espejo del telescopio. El telescopio de rayos X presentado por Giacconi y Rossi concentraría los rayos X y obtendría imágenes nítidas del cielo de rayos X, desconocido hasta ese momento.

El mismo año, Giacconi, George W. Clarke y Rossi publicaron predicciones acerca de los flujos de rayos X provenientes de unas pocas fuentes externas al sistema solar. Sus predicciones indicaban que los estudios de fuentes extragalácticas de rayos X necesitaban telescopios enormes y muy sensibles, nuevos tipos de detectores y nuevos métodos de análisis de datos. Estas primeras ideas teóricas iniciaron la investigación del universo de rayos X. Desde entonces, muchas misiones de rayos X recogieron datos que mostraban que los sucesos violentos son comunes y que el universo no es tranquilo en absoluto. Una cualidad importante de las misiones de rayos X era el acceso abierto a las observaciones de rayos X. El acceso abierto a los archivos de datos, que deberían incluir formatos comunes, análisis por software, disponibilidad de datos sin procesar y catálogos de fuentes, sigue siendo una cualidad particular de la investigación en rayos X. El sitio web del Centro de Investigación y Archivo Científico de Astrofísica de Alta Energía de la NASA (HEASARC en sus siglas en inglés)1 , contiene detalles acerca de las instalaciones anteriores y actuales relacionadas con los rayos X y da acceso a los datos de archivo y a muchos catálogos de fuentes de rayos X (figura 1).

El universo de rayos X contiene estructuras ricas y marcas de sucesos violentos asociados con la evolución de diversos objetos cósmicos. La mayoría de las fuentes muestran cierto nivel de actividad que resulta en radiación de rayos X y, si contamos con instrumentos de calidad, podemos estudiarlos con mucho detalle. Las observaciones del Observatorio Chandra de Rayos X y el XMM-Newton durante casi dos décadas han mejorado enormemente nuestra comprensión del universo de rayos X. También han proporcionado nuevas preguntas científicas y ampliado el alcance de los estudios teóricos en muchas áreas de la investigación astrofísica.

Figura 1. Imatge òptica (a l’esquerra) de l’Observatori Astronòmic Òptic Nacional (NOAO) i de raigs X (a la dreta) de l’Observatori Chandra de la galàxia d’Andròmeda, també coneguda com M31. Situada a la constel·lació d’Andròmeda (La Princesa), és una galàxia en espiral molt semblant a la Via Làctia. La imatge de raigs X de Chandra mostra el centre de la galàxia d’Andròmeda en tres rangs (roig, energia baixa; verd, energia mitjana; i blau, raigs X d’energia alta). Les nombroses fonts puntuals s’associen amb sistemes estel·lars binaris. L’emissió difusa de raigs X en la regió central és deguda al gas, que es troba a altes temperatures, probablement a causa de les ones de xoc de supernoves. La imatge en rang òptic de la galàxia d’Andròmeda es va prendre des del telescopi de 0,9 metres de la Fundació Nacional de la Ciència a Kitt Peak (Tucson, Arizona), mitjançant la càmera NOAO Mosaic CCD. / NOAO/AURA/NSF/T. A. Rector & B. A. Wolpa; X-ray: NASA/UMass/Li & Wang (2007)

Radiación de rayos X

La mayoría de objetos astronómicos emiten rayos X. La fracción de energía emitida en rayos X presenta variaciones de órdenes de magnitud entre diferentes tipos de fuentes y depende de las características físicas específicas de una fuente. Algunas fuentes son más luminosas cuando se observan en rayos X, mientras que en otras bandas de onda son casi indetectables. Las emisiones de rayos X pueden proporcionar información clave y ser cruciales para nuestra comprensión de los procesos físicos que existen tras la naturaleza y evolución de las fuentes. En la inmensa mayoría de fuentes, la gravedad es responsable de generar rayos X de forma directa o indirecta.

La radiación de rayos X puede ser un indicativo de altas temperaturas (> 106 K), que se pueden observar en el medio interestelar de las galaxias y en el medio intracúmulo de los cúmulos de galaxias. La materia que rodea a los objetos compactos (agujeros negros o estrellas de neutrones) presenta altas temperaturas por la energía gravitatoria liberada en el proceso de acreción. El gas también se puede calentar a altas temperaturas mediante los choques generados, por ejemplo, por supernovas o por la fusión de diferentes sistemas. Algunos procesos no térmicos asociados con la presencia de partículas muy energéticas (electrones, positrones, protones e iones) pueden dominar la radiación de rayos X. Por lo tanto, la emisión de rayos X puede resaltar localizaciones con sucesos violentos y potentes que provoquen la aceleración de las partículas y el calentamiento del gas. Esto es importante para comprender el poder, las dinámicas y la evolución de estructuras en el universo.

Radiación de fondo de rayos X cósmicos

Las primeras observaciones de rayos X, realizadas en la década de los sesenta del siglo xx, mostraban una radiación relativamente isotrópica (suave y uniforme) por todo el cielo. En aquel momento solo se detectaron unas pocas fuentes brillantes de rayos X, incluyendo Sco-X1, la primera fuente extrasolar de rayos X detectada (Giacconi, Gursky, Paolini y Rossi, 1962). El origen de esta radiación isotrópica, llamado fondo de rayos X, intrigó a muchos astrónomos. No se sabía si esta radiación era característica del cielo de rayos X y se distribuía de forma uniforme por todas partes, o si estaba compuesta de muchas fuentes individuales que no se podían identificar.

Las misiones de rayos X de las décadas de los ochenta y noventa del siglo pasado (como Einstein o ROSAT) detectaron estrellas, estrellas de neutrones, binarias, supernovas, galaxias, cuásares, etc., y recopilaron los primeros catálogos de fuentes de rayos X. Estas fuentes contribuyeron con su radiación al fondo de rayos X y los núcleos de galaxias activas se identificaron como la fuente dominante. Sin embargo, no daban cuenta del total de la emisión, y para resolver el otro ~30 % de la radiación de fondo de rayos X fueron necesarias observaciones con telescopios de alta resolución óptica, más modernos y sensibles.

El Observatorio Chandra de Rayos X comenzó a operar el 23 de julio de 1999. El telescopio Chandra tiene los espejos de rayos X con mayor resolución hasta la fecha. Es capaz de diferenciar fuentes de rayos X que están a < 1 arcosegundo de distancia. Esta resolución angular es significativamente mejor que la de misiones de rayos X actuales, como XMM-Newton2 o NuStar3.

«L’emissió de raigs X pot ressaltar localitzacions amb successos violents i potents que provoquen l’acceleració de les partícules i l’escalfament del gas»

Las observaciones del telescopio Chandra revolucionaron los estudios sobre el universo de rayos X y mostraron la compleja morfología de los rayos X que provienen, por ejemplo, de los restos de supernovas, de cúmulos estelares, galaxias y cúmulos de galaxias. XMM-Newton, por su parte, tiene el área efectiva más alta de todos los telescopios de rayos X actuales y es el mejor para observaciones espectroscópicas de alta y baja resolución de fuentes relativamente brillantes. NuStar es un telescopio de concentración que opera con energías de >10keV (más alta que la banda de energía de Chandra y de XMM-Newton), lo que permite realizar estudios espectrales y temporales en esta banda del espectro electromagnético.

Chandra proporcionó la tecnología necesaria para estudiar el fondo de rayos X. La densidad de fuentes de rayos X aumenta con la disminución del flujo. Diferenciar fuentes a partir del fondo de rayos X requería la detección de fuentes en el límite inferior (< 10-15 erg/s) de la distribución de densidad de fuentes (en función de su brillo). El telescopio Chandra realizó unas pocas observaciones de pequeñas secciones del cielo, llamadas campos profundos, y detectó miles de fuentes débiles que se identificaron como galaxias lejanas y cuásares (Giacconi et al., 2001; Mushotzky, Cowie, Barger y Arnaud, 2000). El conjunto de las contribuciones de estas fuentes representa más del 90 % de la radiación de fondo de rayos X observada en las misiones anteriores.

Los estudios profundos realizados por Chandra obtuvieron límites de sensibilidad impresionantes (Lehmer et al., 2012; Xue et al., 2011; para una revisión, véase Brandt y Hasinger, 2005) y detectaron miles de fuentes. La mayoría de estas fuentes eran una muestra de diferentes tipos de núcleos de galaxias activas y se detectaron en corrimientos al rojo superiores a z > 4. También existían otros tipos de fuentes, como una nueva clase de galaxia ópticamente normal, pero brillante en rayos X, estrellas y galaxias que presentan brotes de formación estelar. Estas observaciones indicaron que se puede encontrar una gran variedad de objetos astrofísicos en el universo de rayos X. Mejoraron nuestra comprensión de la evolución de los núcleos de galaxias activas y el crecimiento de los agujeros negros supermasivos. Aumentaron el número de núcleos de galaxias activas en corrimientos al rojo altos conocidos y facilitaron el estudio de la formación cósmica de estrellas en galaxias lejanas (figura 2).

Observaciones de chorros relativistas del telescopio Chandra

El 14 de agosto de 1999, el Observatorio Chandra de Rayos X apuntó al cuásar PKS 0637-752, un objetivo de calibración, con la intención de enfocar el telescopio. Esta observación trajo consigo un descubrimiento emocionante. Se esperaba que el cuásar se viera como un punto; sin embargo, exhibía una cola de 12 arcosegundos (Schwartz et al., 2000). Pronto se supo que la cola la causaba la radiación de rayos X de un chorro relativista conocido y observado con anterioridad por frecuencias de radio. La radiación de rayos X fue una sorpresa y solo se encontró en el tramo recto interior del chorro de ondas de radio. Desapareció en el lugar en el que los mapas de radio muestran una curva pronunciada en el chorro. Este chorro de rayos X se extendía más allá de la galaxia a la que pertenece, hasta unos 100 kpc del cuásar, y superaba una luminosidad total en rayos X de 1044 erg/s (unos puntos porcentuales del total de la luminosidad de un cuásar).

Figura 3. Imatges de raigs X (a l’esquerra) i de ràdio (a la dreta) de la galàxia Pictor A, que presenta un forat negre supermassiu en el centre. El procés de caiguda de material té com a efecte la generació d’un enorme feix, o doll, de partícules cap a l’espai intergalàctic quasi a la velocitat de la llum. Aquestes imatges mostren les dades de raigs X obtingudes per Chandra en diferents moments al llarg de quinze anys i les dades de ràdio del dispositiu compacte del telescopi Austràlia (ATCA). Estudiant els detalls de l’estructura observada tant en raigs X com en ones de ràdio, els científics tracten de comprendre millor aquests enormes dolls col·limats. / NASA/CXC/Univ. of Hertfordshire/M. Hardcastle et al. (2016)

Se han asociado potentes chorros relativistas con los agujeros negros de núcleos de galaxias activas. Transportan a gran distancia una fracción de la energía generada en el entorno de un agujero negro. Los chorros relativistas se observan como formas estrechas y alargadas que conectan el núcleo de radio con estructuras de radio de gran escala. El plasma que se propaga por los chorros puede mostrar un movimiento aparentemente superlumínico cuando se observan en ángulos muy pequeños respecto de la línea visual. Antes de Chandra, solo se habían detectado unos pocos chorros relativistas en rayos X. La cámara de alta resolución Einstein (HRI, High Resolution Imager) observó un chorro en la galaxia gigante elíptica cercana M87 (Schreier, Gorenstein y Feigelson, 1982). También encontró un chorro de rayos X asociado a la radiogalaxia Centaurus A (Schreier et al., 1979) y un chorro del cuásar 3C273 (Willingale, 1981).

«El telescopi Chandra té els espills de raigs X amb major resolució òptica fins a la data. Les seues observacions han mostrat la complexa morfologia dels raigs X»

Más tarde, observaciones del tescopio ROSAT proporcionaron datos de otros pocos chorros de rayos X. A diferencia de Chandra, ni XMM-Newton ni el satélite Suzaku tenían la resolución angular necesaria para identificar chorros de rayos X. Los chorros de rayos X se ven como estructuras curvas y lineales dispersas con secciones más claras llamadas nudos o puntos calientes. El chorro suele estar localizado cerca de la región de fuerte emisión en forma de punto del núcleo del cuásar, o incrustado en la emisión dispersa de la galaxia a la que pertenece, con una longitud total que rara vez supera unos 30 segundos de arco. La mayoría de chorros de rayos X y sus emisiones son solo una pequeña fracción (< 3 %) de la emisión total del núcleo fuerte. Las altas prestaciones observacionales de Chandra (en resolución y rango dinámico) han sido determinantes para la detección de chorros de rayos X. En los últimos años, se descubrieron muchos chorros de rayos X a gran escala asociados con radiogalaxias de baja potencia y cuásares de alta potencia en las observaciones del telescopio Chandra (véase Harris y Krawczynski, 2006, para una revisión del campo).

Hasta la fecha, se han completado diversos estudios de chorros de rayos X. Estos sondeos se centraron en comprender los procesos de emisión de rayos X en los chorros extragalácticos a gran escala. Los posibles mecanismos incluyen la emisión sincrotrón de partículas altamente relativistas en el chorro o la emisión resultante del proceso de Compton inverso, en el que las partículas del chorro relativista transfieren su energía a fotones de frecuencia más baja (radio-infrarrojo-óptico-ultravioleta), lo que los transforma en fotones de rayos X. La fuente del campo de fotones puede ser interna en el chorro (synchrotron-self-Compton, SSC) o externa al chorro. En los chorros a gran escala asociados con cuásares, el fondo cósmico de microondas fue considerado la fuente primaria del campo de fotones (IC/CMB) (figura 3).

Figura 4. Imatges de raigs X (en blau), òptica (en groc) i de ràdio (en morat) de la galàxia 4C+29.30. La intensa gravetat d’un forat negre supermassiu pot produir una força immensa en forma de dolls de partícules que es mouen a centenars de milions de quilòmetres per hora. Aquesta imatge composta mostra un exemple amb la galàxia coneguda com 4C+29.30. En aquesta, els raigs X de Chandra se superposen a les dades òptiques i de ràdio. Els raigs X mostren la localització del gas supercalent al voltant del forat negre, la massa del qual s’estima en 100 milions de vegades la del nostre Sol. La imatge en rang òptic mostra els estels en aquesta galàxia. Un anell de gas i pols envolta el forat negre i bloqueja la major part de la llum òptica que ve d’allí, per la qual cosa al forat negre supermassiu central se l’anomena «ocult» o «soterrat». / X-ray: NASA/CXC/SAO/Siemiginowska et al. (2012); Optical: NASA/STScI; Radio: NSF/NRAO/VLA

Massaro, Harris y Cheung (2011) compilaron una lista de todos los chorros de rayos X detectados con el telescopio Chandra4. Se utilizaron estos datos para describir las propiedades estadísticas de todas las características de los chorros de rayos X detectados, incluyendo información sobre los nudos, los puntos calientes y la emisión dispersa de chorro. Estos estudios indicaban una diferencia real en la proporción del flujo de radio a rayos X entre los puntos calientes y los nudos provenientes de fuentes de radio de gran potencia (lo que ponía de manifiesto que las características de ambas regiones son diferentes), y negaba que existieran diferencias significativas en la proporción medida en los nudos observados tanto en fuentes de radio de baja potencia como en chorros de cuásares. Este segundo resultado es realmente interesante, porque sugiere que o bien los nudos en los dos tipos de chorros se deben al proceso del sincrotrón, o bien el proceso Compton inverso de los nudos de los cuásares tiene condiciones muy específicas que provocan las mismas proporciones de flujo, independientemente de su posición a lo largo del chorro.

Los datos de alta calidad del telescopio Chandra indican la complejidad de los chorros de cuásar, de la física encargada de alimentar los chorros y de la descarga de energía. Estos datos muestran que los chorros extragalácticos siguen siendo altamente relativistas incluso a megapársecs5 de su origen. Las distancias a gran escala establecen escalas de tiempo para la actividad de los chorros en los agujeros negros en proceso de formación. Por otro lado, las cuestiones relacionadas con los procesos físicos de la aceleración de una partícula a grandes distancias de un agujero negro todavía no se han resuelto.

Aunque los datos observacionales recogidos por Chandra en los últimos años subrayan la importancia de los chorros en la evolución de las galaxias y los cúmulos de galaxias, todavía existen muchos retos que superar en relación con la naturaleza de los chorros relativistas, la energética, el contenido en partículas y los procesos de aceleración y emisión de partículas. Para mejorar nuestra comprensión de los chorros relativistas, serán necesarios tanto los estudios estadísticos con grandes muestras que contemplen todo el espectro electromagnético como las observaciones detalladas de banda ancha de chorros individuales. Comprender los chorros nos podría acercar a entender la física que subyace a muchos sistemas astrofísicos en diferentes escalas de masa.

El impacto de los chorros en el medio interestelar

Los chorros relativistas interactúan con el entorno y afectan a la evolución de las estructuras, las galaxias y los cúmulos de galaxias. Los detalles de las interacciones de los chorros se pueden rastrear en algunas de las observaciones profundas de Chandra de galaxias cercanas. Se puede observar un ejemplo de la morfología compleja resultante del flujo del chorro en la radiogalaxia elíptica cercana 4C + 29,30 (figura 4) (Siemiginowska et al., 2012; Sobolewska et al., 2012). El chorro y su fuente de radio asociada se extienden hasta las afueras de la galaxia, y se puede observar una región de emisión óptica fuerte y extensa a una distancia similar. La emisión filamentosa de rayos X marca la ubicación del chorro y se extiende más allá de la galaxia. Los rayos X brillantes al norte del núcleo se solapan con las regiones de emisión óptica asociadas a nubes de gas.

«Els dolls relativistes interactuen amb l’entorn i afecten l’evolució de les estructures, les galàxies i els cúmuls de galàxies»

Esta imagen profunda de rayos X proporciona datos sobre la energía del sistema con mucho más detalle que los anteriores estudios en la banda de radio y el rango óptico. Los rasgos más brillantes en rayos X consisten en una mezcla de radiación térmica y no térmica, caracterizada por una gran variedad de temperaturas, así como por una posible diferencia en la abundancia de metales (los elementos con mayor masa que el Helio) a lo largo de la galaxia. Una fracción significativa de la energía del chorro calienta el gas circundante mediante choques débiles. Solo se necesita una pequeña cantidad de la potencia del chorro para acelerar nubes de material más frío y expulsarlas de la galaxia. La radiación de rayos X del núcleo de la galaxia es potente, pero el núcleo queda muy oscurecido por una cantidad considerable de materia que cae hacia el centro. Esta caída puede estar relacionada con alimentar el núcleo y activar la actividad del chorro. Los resultados de Chandra sobre esta galaxia apoyan la idea de que el agujero negro supermasivo central y el entorno se retroalimenten, lo que sería crítico para la evolución de las galaxias. Todavía no comprendemos del todo los detalles sobre el proceso de retroalimentación (figura  4).

Figura 5. Imatge de raigs X (en morat) i rang òptic (en groc) d’Abell 2204. El forat negre del centre d’aquesta galàxia forma part d’un mapatge de 18 dels forats negres coneguts més grans de l’univers. Els investigadors van descobrir que els forats negres de l’estudi podien ser unes deu vegades més grans que no es pensava anteriorment. Això inclou almenys deu amb masses entre deu i quaranta mil milions de vegades la del Sol, la qual cosa els converteix en forats negres «ultramassius». / X-ray: NASA/CXC/Stanford/Hlavacek-Larrondo, Fabian, Edge & Hogan (2012); Optical: NASA/STScI

Las emisiones de rayos X en los cúmulos de galaxias

Los cúmulos de galaxias son las estructuras cerradas más grandes del universo e indican concentraciones de materia oscura. El espacio entre galaxias en un cúmulo está lleno de un medio caliente que se puede estudiar con rayos X. Las observaciones de cúmulos de Chandra y XMM-Newton muestran una compleja morfología de gases emisores de rayos X, que incluye huecos, efectos y ondas a muchas escalas distintas. Estas características representan los restos de sucesos activos en la evolución de un cúmulo.

Los estallidos y las fusiones de los núcleos de galaxias activas suelen dejar rastros en el medio caliente y se pueden usar para distinguir los sucesos violentos del pasado. Por ejemplo, las «ondas» en el cúmulo de Perseo y en otros cúmulos se asemejan a las que vemos en un estanque al dejar caer una piedra. Se han interpretado como ecos de un suceso de estallido de hace más de un millón de años. Las burbujas y los huecos de diferentes tamaños y en diferentes lugares del cúmulo nos dan información sobre la energía total liberada en tales sucesos. También se han utilizado para analizar la energía depositada en el entorno, e informan sobre la retroalimentación de radio descrita en el epígrafe anterior, que gobierna la evolución de las estructuras.

Los estudios sobre cúmulos de rayos X contribuyeron de manera significativa a la cosmología moderna (para una revisión, véase Allen, Evrard y Mantz, 2011). Los datos de alta calidad acerca de un gran número de cúmulos recogidos por Chandra y XMM-Newton han permitido estudios de relaciones de escala (como la evolución de la función de masa, las relaciones de masa y temperatura, la función de masa bariónica o los tamaños de los cúmulos), que han resultado importantes para probar los diferentes modelos cosmológicos (por ejemplo, un universo plano o en evolución con diferentes constantes cosmológicas). La incorporación de datos de rayos X a las relaciones de escala han mejorado la incertidumbre estadística de los parámetros cuantificados (figuras 5 y 6).

Figura 6. Imatge de raigs X (en blau), ràdio (en roig) i rang òptic (en groc) d’Hidra A. Aquestes imatges del cúmul galàctic Hidra A mostren el gas a 10 milions de graus observat per Chandra (en blau) i dolls d’emissió de ràdio observats pel Very Large Array (en roig). Les dades òptiques del telescopi Canadà, França, Hawaii i del Digitized Sky Survey mostren galàxies en el cúmul (en groc). Una anàlisi detallada de les dades de Chandra mostra que el gas localitzat en la direcció dels dolls de ràdio és ric en ferro i altres metalls produïts per supernoves de tipus Ia en la gran galàxia del centre del cúmul. Més avant, un esclat potent del forat negre supermassiu va empentar el material cap a l’exterior, a distàncies de quasi 400.000 anys llum, fins més enllà de la regió que es mostra en la imatge. / ray: NASA/CXC/U. Waterloo/C. Kirkpatrick et al. (2009); Radio: NSF/NRAO/VLA; Optical: Canada-France-Hawaii-Telescope/DSS

Futuro

La última década de observaciones de rayos X gracias a Chandra y a XMM-Newton ha constatado que la emisión en rayos X es común y detectable en todo tipo de fuentes cósmicas. Los rayos X son a menudo la clave para el estudio de la energética, las dinámicas y la evolución de muchos objetos. Gracias a estas observaciones, nuestro conocimiento sobre cómo funciona el universo ha mejorado notablemente.

Sin embargo, muchas cuestiones científicas importantes siguen sin respuesta, y todavía serán necesarias futuras investigaciones al respecto. El siguiente gran paso será el Athena (Telescopio Avanzado para Astrofísica de Altas Energías)6 de la Agencia Espacial Europea, que se espera que comience a operar en 2028. Ofrecerá una transformación potencial para la creación de imágenes con más sensibilidad espacial y temporal, mediante espectroscopia de alta resolución en el rango de los rayos X.

Se necesitan nuevas tecnologías para mejorar la resolución angular de las imágenes de rayos X en el futuro. Serán la clave para el desarrollo del concepto de la nueva misión X-ray Surveyor7 de la NASA, cuya construcción está prevista en la próxima década. Estas nuevas misiones traerán mejoras enormes con respecto a la calidad de las observaciones y supondrán un avance para los estudios del universo de rayos X en el futuro.

1 https://heasarc.gsfc.nasa.gov(Volver al texto)

2 http://www.cosmos.esa.int/web/xmm-newton (Volver al texto)

3  https://www.nasa.gov/mission_pages/nustar/main/index.html (Volver al texto)

4  http://hea-www.harvard.edu/XJET/ (Volver al texto)

5  Mpc equivale a más de tres millones de años luz. (Volver al texto)

6 http://www.the-athena-x-ray-observatory.eu/ (Volver al texto)

7 http://wwwastro.msfc.nasa.gov/xrs/ (Volver al texto)

REFERENCIAS

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