Misión XRISM estudiará el “arcoíris” de los rayos X

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Un nuevo satélite llamado Misión de Imágenes y Espectroscopia de Rayos X (XRISM, por sus siglas en inglés, y que se pronuncia “crism”) tiene como objetivo separar la luz de alta energía en el equivalente de un arcoíris de rayos X. La misión, dirigida por la Agencia Japonesa de Exploración Aeroespacial (JAXA, por sus siglas en inglés), hará esto utilizando un instrumento llamado Resolve.

El lanzamiento de XRISM desde el Centro Espacial Tanegashima de Japón está programado para el 25 de agosto de 2023 (26 de agosto en Japón).

“Resolve nos dará una nueva visión de algunos de los objetos más energéticos del universo, incluyendo los agujeros negros, los cúmulos de galaxias y las secuelas de las explosiones estelares”, dijo Richard Kelley, investigador principal de la misión XRISM de la NASA en el Centro de Vuelos Espaciales Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland. “Con esto aprenderemos más sobre cómo se comportan y de qué están hechos estos objetos, utilizando los datos que la misión recopile después de su lanzamiento”.

El instrumento Resolve es un espectrómetro de microcalorímetro de rayos X, desarrollado en colaboración entre la NASA y la JAXA. Este instrumento mide los pequeñísimos cambios de temperatura que se producen cuando un rayo X choca contra su sensor de 6 por 6 píxeles. Para medir ese minúsculo aumento y determinar la energía de los rayos X, el detector necesita enfriarse a alrededor de menos 270 grados Celsius (menos 460 grados Fahrenheit), apenas una fracción de grado por encima del cero absoluto.

El instrumento alcanza su temperatura de funcionamiento después de un proceso de enfriamiento mecánico de varias etapas dentro de un recipiente de helio líquido del tamaño de un refrigerador.

Al recopilar miles o incluso millones de rayos X provenientes de una fuente cósmica, Resolve puede medir los espectros de alta resolución del objeto. Los espectros son mediciones de la intensidad de la luz en un rango de energías. Los prismas difunden la luz visible en sus diferentes energías, lo que conocemos mejor como los colores del arcoíris. Los científicos han utilizado prismas en los primeros espectrómetros para buscar líneas espectrales, que se producen cuando los átomos o las moléculas absorben o emiten energía.

Ahora, los astrónomos utilizan los espectrómetros, sintonizados con todo tipo de luz, para aprender sobre los estados físicos, los movimientos y las composiciones de los objetos cósmicos. Resolve realizará la espectroscopia de rayos X que poseen energías que oscilan entre 400 y 12.000 electronvoltios midiendo la energía individual de los rayos X para formar un espectro. (A modo de comparación, las energías de la luz visible oscilan entre cerca de 2 y 3 electronvoltios).

“El conjunto de espectros de XRISM será el más detallado que hayamos visto para algunos de los fenómenos que observaremos”, dijo Brian Williams, científico del proyecto XRISM de la NASA en el centro Goddard. “Esta misión nos proporcionará información sobre algunos de los lugares más difíciles de estudiar, como por ejemplo las estructuras internas de las estrellas de neutrones y los chorros de partículas de velocidad cercana a la luz que son alimentados por los agujeros negros en las galaxias activas”.

El otro instrumento de la misión, desarrollado por la JAXA, se llama Xtend. Este instrumento le dará a XRISM uno de los campos de visión más grandes de cualquier satélite de imágenes de rayos X lanzado hasta la fecha, permitiéndole observar un área aproximadamente un 60% más grande que el tamaño aparente promedio de la Luna llena.

Resolve y Xtend dependen de dos conjuntos idénticos de espejos de rayos X desarrollados en el centro Goddard.

XRISM es una misión colaborativa entre la JAXA y la NASA, con la participación de la ESA (por las siglas de Agencia Espacial Europea). La contribución de la NASA incluye la participación científica de la Agencia Espacial Canadiense.

Por Jeanette Kazmierczak
Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA, Greenbelt, Maryland