La JAXA de Japón verá el Universo en Rayos X gracias a su nuevo telescopio: XRISM

La astronomía de rayos X nos permite estudiar los fenómenos más energéticos del Universo. Tiene la clave para responder preguntas sobre cómo evoluciona el Universo a gran escala, o cómo se distribuyó la materia de la que estamos compuestos y cómo las galaxias están contienen enormes agujeros negros en sus centros.

La Misión de Espectroscopía e Imágenes de Rayos X (XRISM) se lanzó con éxito el 6 de septiembre de 2023 y su función más importante será observar los objetos y eventos más energéticos del cosmos. Al hacerlo, nos mostrará la evolución del Universo y la estructura del espacio-tiempo.

XRISM es una colaboración entre la Agencia de Exploración Aeroespacial de Japón (JAXA) y la NASA, con una participación significativa de la Agencia Espacial Europea (ESA). El lanzamiento se transmitió en vivo en japonés e inglés en el canal de YouTube de JAXA.

A cambio de proporcionar hardware y asesoramiento científico, a la ESA se le asignará el 8% del tiempo de observación disponible. Esto permitirá a los científicos europeos proponer fuentes celestes para observarlas en luz de rayos X y lograr avances en este campo de la astronomía.

Revelando el universo caliente y energético

Cuando miramos al cielo vemos estrellas y galaxias, pero éstas nos dicen relativamente poco sobre el funcionamiento del Universo. Invisible a nuestros ojos, el gas emisor de rayos X que se encuentra dentro y entre ellos puede revelar mucho más.

Los rayos X se liberan en las explosiones más energéticas y en los lugares más calientes del Universo. Esto incluye el gas supercaliente que envuelve los bloques de construcción más grandes del universo: los cúmulos de galaxias.

JAXA ha diseñado XRISM para detectar la luz de rayos X de este gas y ayudar a los astrónomos a medir la masa total de estos sistemas. Esto revelará información sobre la formación y evolución del Universo.

Observando en Rayos X

Las observaciones de XRISM de cúmulos de galaxias también proporcionarán información sobre cómo el Universo produjo y distribuyó los elementos químicos. El gas caliente dentro de los cúmulos es un remanente del nacimiento y muerte de estrellas a lo largo de la historia del universo.

Al estudiar los rayos X emitidos por el gas, XRISM descubrirá qué 'metales' o elementos más pesados que el hidrógeno y el helio, contiene y trazará un mapa de cómo el Universo se enriqueció con ellos.

Mientras tanto, XRISM observará más de cerca objetos individuales que emiten rayos X para aventurarse en la física fundamental. La misión medirá la luz de rayos X de objetos increíblemente densos, como los agujeros negros supermasivos activos que se encuentran en los centros de algunas galaxias.

Esto último nos ayudará a comprender cómo los objetos deforman el espacio-tiempo circundante y en qué medida influyen en sus galaxias anfitrionas a través de "vientos" de partículas expulsadas a velocidades cercanas a la de la luz.

Contribuciones europeas a un esfuerzo global

La comunidad europea de astronomía de altas energías ha participado en el establecimiento de los objetivos científicos de XRISM y JAXA les encargó elegir muchos de los objetos cósmicos de "prueba" que observará la misión para comprobar su rendimiento antes de que comience el programa de observación científica.

Además de esta contribución científica, JAXA le ha confiado varias piezas de hardware que serán vitales para el éxito de la misión. La ESA ha proporcionado un telescopio óptico probado en el espacio para garantizar que XRISM siempre sepa hacia dónde apunta, y dos dispositivos separados que juntos detectarán el campo magnético de la Tierra y orientarán la nave espacial.

Europa también ha contribuido al novedoso instrumento Resolve, que medirá la energía de los fotones de rayos X entrantes. Esto permitirá a los astrónomos calcular la temperatura y el movimiento del gas caliente que emite rayos X con una precisión sin precedentes.

Mantener frío el detector de Resolve (sólo una fracción de grado por encima del cero absoluto) es vital, para esto la industria europea proporcionó los 'tubos de calor en bucle' que se encargarán de esta importante tarea.

Los Países Bajos proporcionaron la rueda de seis filtros del instrumento; Cada filtro se puede colocar sobre el instrumento para cumplir un objetivo diferente. Y la Universidad de Ginebra (Suiza) desarrolló la electrónica para la rueda de filtros.

Sin duda alguna XRISM será un puente valioso entre las otras misiones de rayos X de la ESA: XMM-Newton, que sigue funcionando con fuerza después de 24 años en el espacio, y Athena, cuyo lanzamiento está previsto para finales de la década de 2030.