Historia de la Astronomía en Rayos X

El observatorio CHANDRA, de rayos X, ha publicado la historia de la astronomía en rayos X, y queriamos compartirlas con nuestos lectores.

Quizás no muchos saben qué es el espectro electromagnético. Se llama así a la distribución energética del conjunto de las ondas electromagnéticas. En el gráfico podemos ver que existen ondas de distinta longitud (o frecuencia), siendo la luz visible aquella que podemos ver con el ojo humano. No todo tipo de radiación entra en la atmósfera, ya que la misma absorbe gran parte de la misma. Gracias a que la atmósfera absorbe la radiación ultravioleta, no estamos quemados por el Sol. Los telescopios en Tierra pueden captar la radiación en el óptico, es decir, en el rango de luz visible. Las antenas de radio, colectan la radiación en radio. Los rayos X tienen longitudes de onda muy cortas, y no penetran la atmosfera, por lo cual los observatorios de rayos X, han sido puestos en el espacio exterior.

¿Cómo funciona un telescopio en rayos X?

 Los rayos X no se reflejan en espejos de la misma manera que la luz visible. Debido a su alta energía, los fotones de rayos X penetran en el espejo en la misma forma que las balas al chocar contra una pared.

Para evitar este choque,  los espejos tienen que estar precisamente en forma alineada y casi paralelos al rayo X entrante. Por lo tanto se ven más como barriles que la forma de plato familiar de los telescopios ópticos.

La primera imagen de telescopio de rayos X fue realizado por un equipo de científicos bajo la dirección de Riccardo Giacconi en la American Ciencia e Ingeniería en Cambridge, Massachusetts. Con un cohete pequeño, en el año 1963, se hicieron  imágenes de puntos calientes en la atmósfera superior del Sol.

¿Por qué observamos en otras longitudes de onda y no sólo en el óptico o en radio, que es lo que podemos ver desde Tierra?

Porque mirando en otras longitudes de onda, podemos "ver" con otros ojos, y descubrir propiedades o características de los astros, que no podemos ver en el óptico. En la imagen podemos ver en rayos X mejor el centro de la galaxia. 

M101 en el óptico (en color gris) y en rayos X observado por el telescopio XMM-Newton. La imagen combinada muestra la correspondencia existente en los brazos espirales entre la emisión en rayos X y la radiación óptica. También el núcleo resalta en rayos X, en particular la región circundante. Crédito: Rosemary Willatt (ESAC) y ESA

Algunas misiones

Uhuru: lanzado por la NASA fue el primer satélite lanzado específicamente para el estudio de la astronomía de rayos-X. También es conocido como Small Astronomical Satellite 1 (SAS-1) Este observatorio espacial fue lanzado el 12 de diciembre de 1970 a una órbita de unos 560 km de apogeo, 520 km de perigeo, 3 grados de inclinación, con un periodo de 96 minutos. La misión terminó en marzo de 1973. Llevó a cabo la primera búsqueda en todo el cielo de fuentes de rayos X en el rango de 2 a 20 keV.

Skylab: fue la primera estación espacial estadounidense. Fue diseñada por Raymond Loewy. Orbitó alrededor de la Tierra de 1973 a 1979 y fue visitada por astronautas en tres ocasiones durante sus dos primeros años de servicio. Volvió a la Tierra en 1974.

Einstein--the First Imaging X-Ray Observatory: lanzado en 1978, fue el primer gran telescopio de rayos X con espejos. Se hicieron las primeras imágenes de rayos X de las ondas de choque de explosiones de estrellas, y las imágenes de gas caliente en galaxias y cúmulos de galaxias. Einstein también se detectó con precisión más de 7000 fuentes de rayos X e hizo posible una nueva forma de estudiar la misteriosa materia oscura que rodea a muchas galaxias.

ROSAT (abreviatura de Röntgensatellit) fue un telescopio alemán de rayos x. Fue lanzado al espacio el 1 de junio de 1990 con un lanzador Delta II desde Cabo Cañaveral. tras cumplir su ciclo de vida útil re entro en la amofera terrestre e imparto en el océano parifico.

ASCA: El Advanced Satellite for Cosmology and Astrophysics (en inglés, "Satélite Avanzado en Cosmología y Astrofísica"), conocido también por sus siglas ASCA o como ASTRO-D, es la cuarta misión japonesa en el campo de la astronomía en rayos X (lanzada por la ISAS), y la segunda en la que Estados Unidos colabora con parte de la carga científica. El satélite fue lanzado correctamente el 20 de febrero de 1993 pero tras una tormenta magnética el 14 de julio de 2000 se perdió el control sobre su altitud, por lo que no se pudieron volver a realizar observaciones científicas. Finalmente se quemó en la atmósfera el 2 de marzo de 2001.

RXTE: El Rossi X-ray Timing Explorer (RXTE) es una misión de la NASA que fue lanzado en diciembre de 1995. RXTE tiene una gran capacidad para estudiar la variabilidad en la emisión de fuentes de rayos X sobre un amplio rango de energías, y se espera una contribución valiosa a nuestra comprensión de estrellas de neutrones y agujeros negros.

BeppoSAX: fue un observatorio espacial de rayos X fruto de la colaboración entre los Países Bajos e Italia. Originalmente denominado SAX (Satellite per Astronomia X, en italiano), fue renombrado BeppoSAX en honor a Giuseppe "Beppo" Occhialini, físico italiano. El observatorio fue lanzado el 30 de abril de 1996 mediante un cohete Atlas desde Cabo Cañaveral. Al final de su misión reentró en la atmósfera, el 29 de abril de 2003. La misión de BeppoSAX fue realizar estudios espectroscópicos y de variabilidad temporal de fuentes celestes de rayos X en la banda de energías entre 1 y 200 keV, incluyendo una monitorización completa del cielo para la detección de eventos transitorios en el rango entre 2 a 30 keV.

XMM: El XMM-Newton (X-ray Multi-mirror Mission - Newton) es un observatorio espacial de rayos X nombrado en honor de Isaac Newton. Con el nombre preliminar de High Throughput X-ray Spectroscopy Mission fue lanzado por la ESA el 10 de diciembre de 1999 desde Kourou por un Ariane 5. Fue colocado en una órbita muy excéntrica, cuyo apogeo está a unos 114,000 km de la Tierra, mientras que el perigeo se encuentra a solo 7,000 km, tardando unas 48 horas en completar una vuelta a la tierra. Al alejarse de la atmósfera terrestre se evita el bloqueo de los rayos X que ésta produce, pudiendo observarse fenómenos de muy altas energías que ocurren en el Universo.

CHANDRA: El Observatorio de rayos-X Chandra o CXC por su acrónimo en inglés1 ,es un satélite artificial lanzado por la NASA el 23 de julio de 1999. Fue llamado así en honor del físico indio Subrahmanyan Chandrasekhar, uno de los fundadores de la astrofísica, quien determinó la masa límite a la que las enanas blancas se convierten en una estrella de neutrones. Además, Chandra significa "luna" en sánscrito. El Observatorio Chandra es el tercero de los Grandes Observatorios de la Nasa. El primero fue el Telescopio Espacial Hubble, el segundo fue el Observatorio de Rayos Gamma Compton, lanzado en 1991, y el último fue el Telescopio Espacial Spitzer. Chandra puede observar el cielo en rayos X con una resolución angular de 0,5 segundos de arco, mil veces más que el primer telescopio orbital de rayos X. El mayor de sus espejos, se revistío de iridio, un material más reflectante que el oro.

Fuente: CHANDRA.