Esta imagen muestra un "mapa" del cielo nocturno en una suave luz de rayos X en coordenadas galácticas, con el Sol posicionado en el centro. La línea horizontal que atraviesa el centro de la imagen recorre el plano de nuestra galaxia en forma de disco. El astrónomo de la Universidad de Wisconsin, Madison, Dan McCammon, y el equipo de XQC observarán la mancha brillante en el centro de la imagen, rodeada por una línea de puntos. Esta es la parte sur de una mancha aproximadamente circular alrededor del centro de la galaxia, cortada por la mitad por el gas que absorbe el frío en el plano de la galaxia. Crédito:Snowden et al., 1997
A los ojos humanos, el cielo nocturno entre las estrellas parece oscuro, el vacío del espacio. Pero los telescopios de rayos X capturan una vista profundamente diferente. Como un espectáculo de fuegos artificiales distantes, nuestras imágenes del cielo de rayos X revelan un universo que florece con actividad. Insinúan erupciones cósmicas aún desconocidas que provienen de algún lugar más profundo de nuestra galaxia.
Para ayudar a encontrar la fuente de estos misteriosos rayos X, el astrónomo Dan McCammon de la Universidad de Wisconsin, Madison, y su equipo están lanzando el instrumento XQC o calorímetro cuántico de rayos X. XQC realizará su séptimo viaje al espacio a bordo de un cohete suborbital de la NASA. Esta vez, XQC observará un parche de luz de rayos X con una resolución de energía 50 veces mejor que nunca, clave para revelar su fuente. La ventana de lanzamiento se abre en el Centro Espacial Arnhem de Equatorial Launch Australia en el Territorio del Norte, Australia, el 26 de junio de 2022.
Debido a que la atmósfera de la Tierra absorbe los rayos X, nuestras primeras vistas de los rayos X cósmicos esperaban la era espacial. En junio de 1962, los físicos Bruno Rossi y Ricardo Giacconi lanzaron al espacio el primer detector de rayos X. El vuelo reveló las primeras fuentes de rayos X más allá de nuestro sol:Scorpius X-1, un sistema estelar binario a unos 9.000 años luz de distancia, así como un resplandor difuso esparcido por el cielo. El descubrimiento fundó el campo de la astronomía de rayos X y más tarde le valió a Giacconi una parte del Premio Nobel de física de 2002.
Los científicos ahora han cartografiado el cielo de rayos X con detalles cada vez más finos con la ayuda de otras misiones de rayos X de la NASA. Aún así, hay varios parches brillantes cuyas fuentes se desconocen. Para el próximo vuelo, McCammon y su equipo apuntarán a un parche de luz de rayos X solo parcialmente visible desde el hemisferio norte.
"Cubre una gran parte de la galaxia, pero necesitábamos estar en el hemisferio sur para ver esa parte del cielo", dijo McCammon. "Llevábamos mucho tiempo esperando esta expedición a Australia".
Los científicos creen que el parche de rayos X proviene del gas caliente difuso calentado por las supernovas, las erupciones brillantes de las estrellas moribundas. La misión XQC está investigando dos posibles fuentes, ilustradas en el siguiente gráfico.
Una posibilidad es que los rayos X provengan del gas calentado por supernovas "Tipo Ia", la agonía de estrellas masivas que viven de decenas a cientos de millones de años. La parte interna de nuestra galaxia tiene una concentración lo suficientemente alta de este tipo de supernova para calentar el parche de rayos X que está investigando McCammon.
La otra fuente posible son las supernovas "Tipo II". Las estrellas detrás de la supernova Tipo II son aún más masivas, arden con más brillo y calor, y viven solo unos pocos millones de años antes de convertirse en supernova. Ocurren en regiones activas de formación estelar, como las de uno de los brazos espirales internos de nuestra galaxia.
Para distinguir estas posibilidades, XQC analizará la luz de rayos X en busca de rastros de oxígeno y hierro. Más oxígeno apunta a supernovas de tipo II, mientras que menos oxígeno sugiere supernovas de tipo Ia. La física detrás de esto es compleja, pero en última instancia se deriva de cuánto tiempo se quemaron las estrellas antes de entrar en erupción. Las estrellas más pequeñas detrás de las supernovas de Tipo Ia se queman durante más tiempo, dejando menos oxígeno que las supernovas de Tipo II.
Por supuesto, es probable que el vuelo también capture mucha más información. "Esta es una exploración con una nueva capacidad:queremos ver lo que podemos ver", dijo McCammon. "Cada vez que miramos el cielo de rayos X con una nueva capacidad, resulta ser más complicado de lo que suponíamos".
Después del vuelo, el equipo planea recuperar el instrumento. Se retirará a Oak Ridge National Labs en Tennessee, donde ayudará en los experimentos de laboratorio.
Este vuelo será el último viaje de XQC al espacio, pero el primero desde la nueva gama de cohetes del Centro Espacial Arnhem en East Arnhem, Australia. XQC es parte de una campaña de lanzamiento de tres cohetes desde el rango en junio y julio de 2022, el primer lanzamiento de la NASA desde Australia desde 1995. + Explora más
