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La misión Explorador de polarimetría de imágenes de rayos X explorará los restos de estrellas que han explotado, agujeros negros y otros objetos observando una propiedad especial de la luz llamada polarización.
NASA
La NASA se prepara para lanzar un nuevo par de ojos con vista de rayos X en el cosmos. El Explorador de polarimetría de imágenes de rayos X (IXPE, por sus siglas en inglés) será el primer observatorio espacial de este tipo y fue construido para estudiar algunos de los objetos más energéticos del universo: restos de estrellas que han explotado, poderosos chorros de partículas arrojadas por agujeros negros que se alimentan y mucho más.
IXPE no será tan grande y poderoso como el observatorio de rayos X Chandra, el telescopio de rayos X insignia de la NASA. Pero lo que le falta a IXPE en poder para generar imágenes, lo compensa observando un aspecto de las fuentes de rayos X cósmicos que en gran medida no ha sido explorado hasta ahora: la polarización.
“El lanzamiento de IXPE marca un paso adelante audaz y único para la astronomía de rayos X”, dijo el Dr. Martin Weisskopf, investigador principal de IXPE. “IXPE nos dirá más sobre la naturaleza precisa de las fuentes de rayos X cósmicos de lo que podemos aprender al estudiar su brillo y espectro de color solamente”.
Una introducción a la polarización de rayos X
Los rayos X son un tipo de luz de gran energía. Se originan en lugares donde la materia se encuentra en condiciones extremas: colisiones violentas, enormes explosiones, temperaturas de millones de grados, rotaciones rápidas y fuertes campos magnéticos. Los rayos X proporcionan información detallada sobre los poderosos fenómenos que los producen. Pero la atmósfera de la Tierra impide que los rayos X cósmicos lleguen al suelo, por lo que solo pueden ser recolectados por telescopios en el espacio.
La luz polarizada tiene detalles únicos que indican de dónde proviene la luz y por dónde pasa. La luz está compuesta por ondas interconectadas de campos eléctricos y magnéticos que interactúan entre sí de una manera que los hace oscilar, o vibrar, en ángulo recto con respecto al camino que recorre la luz. Las vibraciones pueden ser de arriba hacia abajo, de lado a lado o en cualquier forma intermedia. La luz polarizada está compuesta por campos eléctricos que vibran en una sola dirección.
La luz de una bombilla típica, por ejemplo, produce campos eléctricos que vibran en todas direcciones. Si la luz es dispersada o reflejada por partículas o superficies, la luz puede polarizarse, con las vibraciones alineadas en una sola dirección.
Buscando respuestas a preguntas fundamentales
Al analizar los rayos X polarizados con IXPE, los científicos pueden aprender más sobre la estructura y el comportamiento de los objetos celestes, sus entornos circundantes y la física de cómo surgen los rayos X.
Las mediciones de polarización de IXPE también contendrán pistas a preguntas que los astrónomos se han hecho durante décadas, tales como:
- ¿Cuál es la rotación de un agujero negro?
- ¿Qué genera el misterioso brillo de los púlsares, que son estrellas muertas giratorias tan densas que una cucharada de una pesaría tanto como una montaña en la Tierra?
- ¿Se sostiene nuestra comprensión de las leyes fundamentales de la física en todo el universo?
“IXPE nos ayudará a poner a prueba y refinar nuestras teorías de cómo funciona el universo”, dijo Weisskopf. “Podrían haber futuras respuestas aún más emocionantes que las hipótesis que tenemos. ¡Mejor aún, podríamos encontrar listas completas de nuevas preguntas que formular!”
Para Weisskopf, quien también es el científico del proyecto Chandra, agregar la polarización a la mezcla de rayos X ha sido un objetivo durante mucho tiempo. Hacer tales mediciones es difícil. Requiere instrumentos sensibles, un viaje en cohete al espacio y largos tiempos de observación.
La nueva y potente visión de rayos X de IXPE es posible gracias a los detectores de polarización de última generación desarrollados en Italia. IXPE lleva tres telescopios idénticos. Cada uno aloja un conjunto de espejos que recogen los rayos y los pasan a un detector, que toma una imagen de los rayos X entrantes y mide tanto la cantidad como la dirección de la polarización.
“Esto va a ser innovador en términos de adquisición de datos de rayos X”, dijo Weisskopf. “Analizaremos los resultados en las próximas décadas”.
El lanzamiento de IXPE está programado para el 9 de diciembre a bordo de un cohete Falcon 9 desde el Centro Espacial Kennedy de la NASA en Florida. IXPE es una asociación entre la NASA y la Agencia Espacial Italiana. Ball Aerospace es el principal socio de la industria.
Escrito por Rick Smith, Centro de Vuelo Espacial Marshall de la NASA
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Última Actualización
Dec 02, 2021
Editor
Equipo de redacción de Ciencia
