Después de dos años de intenso trabajo, dirigido por la División de Ciencias Espaciales del Laboratorio de Investigación Naval de EE. UU. (NRL), el diseño de un observatorio conceptual basado en el espacio se dirige a las Academias Nacionales de Ciencias, Encuesta Decadal de Ingeniería y Medicina sobre Astronomía y Astrofísica, que establece las prioridades de la comunidad astronómica para la próxima década.

Para Tom Maccarone de la Universidad Tecnológica de Texas, quien jugó un papel integral en el desarrollo del observatorio durante los últimos dos años, ahora comienza un capítulo igualmente importante:garantizar que los tomadores de decisiones clave comprendan su importancia.

El Observatorio espectroscópico de resolución de tiempo para rayos X de energía de banda ancha (STROBE-X) es un concepto de misión para un observatorio de rayos X que se especializará en la variabilidad temporal rápida. El satélite recopilaría información de los agujeros negros, estrellas de neutrones, eventos transitorios y explosiones cósmicas como la destrucción violenta de estrellas en las garras de agujeros negros y colisiones binarias de estrellas de neutrones. El costo estimado para construir el observatorio es de $ 880 millones.

"Esperamos que la Encuesta Decadal diga específicamente que se debe realizar STROBE-X, "dijo Maccarone, profesor presidencial de excelencia en investigación en el Departamento de Física y Astronomía de Texas Tech. "Pero incluso si solo dicen que la espectroscopia y la sincronización de rayos X de área de recolección alta son importantes, deberíamos tener una buena oportunidad de que nuestra misión vuele ".

Paul Ray, un astrónomo de la sección de aplicaciones y astrofísica de alta energía de NRL, dirigió el estudio para el concepto de misión STROBE-X.

“Las condiciones físicas en sistemas exóticos como los agujeros negros y las estrellas de neutrones son imposibles de recrear en cualquier laboratorio terrestre, "Ray dijo." Entonces, una misión como esta es la mejor manera de ampliar nuestro conocimiento ".

El concepto de misión STROBE-X requiere un ágil 5, Satélite de 000 kilogramos con un monitor de campo amplio para detectar y localizar eventos transitorios y monitorear el estado de fuentes variables. Estas observaciones activarían el satélite para entrenar su enorme, instrumentos primarios sobre un objeto de interés. También respondería a las notificaciones de los observatorios terrestres.

Los instrumentos primarios tendrían más de 10 veces el área de recolección de los instrumentos de rayos X anteriores, tecnología que fue posible gracias a los últimos avances en detectores de rayos X de estado sólido y ópticas de concentración de rayos X livianos. Las mediciones con estos instrumentos pueden determinar el giro de los agujeros negros, el radio de las estrellas de neutrones y los elementos creados en eventos explosivos.

Maccarone dirigió el desarrollo del caso científico STROBE-X durante el estudio de la misión. Él predice que en la década de 2020 muchas nuevas instalaciones inspeccionarán el cielo de forma rutinaria en diferentes longitudes de onda, buscando fuentes transitorias y variables.

Dijo que esto representa un cambio de la astronomía tradicional, con énfasis en observaciones muy profundas de objetos individuales, a la ciencia de big data.

"STROBE-X, con su monitorización de rayos X de campo amplio y respuesta rápida, será una capacidad crítica en la era de la astronomía en el dominio del tiempo, "Dijo Maccarone.

La tecnología para el instrumento principal en STROBE-X ya está siendo demostrada por Neutron Star Interior Composition Explorer, una carga útil adjunta a la Estación Espacial Internacional desde 2017.

Según Colleen Wilson-Hodge, miembro del equipo de estudio del Centro Marshall de Vuelos Espaciales de la NASA, STROBE-X sería una herramienta vital en la era de la astrofísica de mensajeros múltiples.

"A lo largo de la historia, hemos aprendido sobre las estrellas mirando la luz de ellas, primero visualmente, luego con longitudes de onda que van desde ondas de radio hasta rayos gamma, ", dijo." El reciente desarrollo de detectores de neutrinos y ondas gravitacionales ha expandido la astronomía más allá de las ondas electromagnéticas. STROBE-X proporcionaría el contexto electromagnético para esos fenómenos ".

El estudio STROBE-X fue financiado por la NASA y realizado por científicos e ingenieros de NRL, Tecnología de Texas, Instituto de Tecnología de Massachusetts, Marshall Space Flight Center de la NASA y Goddard Space Flight Center de la NASA.

Los participantes financiados contaron con el apoyo de la colaboración de más de 130 científicos de numerosas instituciones estadounidenses e internacionales que ayudaron a desarrollar y perfeccionar el caso científico de la misión.

El estudio STROBE-X también se benefició de la colaboración en curso con científicos europeos de Italia, España, Dinamarca y Reino Unido, quien desarrolló la tecnología de detectores y los diseños para dos de los instrumentos como parte de un estudio de la Agencia Espacial Europea de una misión llamada Gran Observatorio para la sincronización de rayos X, o LOFT.