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SpaceX lanza el telescopio IXPE de la NASA para una vista de rayos X del universo

El nuevo telescopio espacial pronto revelará las escenas ocultas del universo y puede cambiar nuestra comprensión de la naturaleza de los agujeros negros, las supernovas e incluso el universo mismo.

No, eso no.

Este mes, el telescopio espacial James Webb de la NASA y la Agencia Espacial Europea ha atraído mucha atención, cuyo lanzamiento está programado para el 22 de diciembre. Más pequeño, pero también un observatorio transformador.

La NASA lanzó el detector de polarización de rayos X de imágenes o la misión IXPE en el cohete SpaceX Falcon 9 en el Centro Espacial Kennedy en Florida a la 1 am, hora del Este.El costo de la nave espacial es solo 188 millones de dólares estadounidenses, En comparación con el enorme presupuesto de James Webb US $ 9,7 mil millonesY se espera que muestre una nueva forma de astronomía. Realizará mediciones de polarización de rayos X de imágenes en órbita por primera vez, y esta tecnología puede proporcionar a los astrónomos una visión que otros telescopios no pueden igualar.

«Nos proporciona información sobre algunos de los objetos más extraños y emocionantes del espacio», dijo Thomas Zubchin, subdirector de la Dirección de Misiones Científicas de la NASA.

IXPE (pronunciado «ix-pee» por el equipo de la misión) se colocó en órbita a 340 millas de la Tierra después del lanzamiento. El telescopio pasará varias semanas allí para desplegar sus instrumentos científicos y probar su equipo, y luego comenzará su misión de dos años.

Los rayos X son una forma útil de observar el universo. Son emitidos por objetos de energía extremadamente alta, lo que permite a los astrónomos detectar eventos de formas que otras longitudes de onda (como la luz visible) no pueden hacer, como chorros sobrecalentados cerca de agujeros negros o explosiones de estrellas. Pero los rayos X solo se pueden estudiar desde el espacio, porque son absorbidos principalmente por la atmósfera terrestre.

Se han puesto en órbita varios instrumentos y telescopios espaciales de rayos X dedicados, los más famosos son los rayos X Chandra de la NASA y el Observatorio XMM-Newton de la ESA, ambos lanzados en 1999. Con una nave espacial de este tipo, los científicos han descubierto la nebulosa donde nacen las estrellas en el gas y han cartografiado la distribución de la materia oscura en los cúmulos de galaxias, así como otros trabajos pioneros.

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El uso de imágenes de medición de polarización de rayos X hace que IXPE sea diferente de sus predecesores. Si alguna vez ha usado un par de gafas de sol polarizadas, es posible que sepa que usan ranuras para bloquear la luz horizontal, pero al girarlas hacia los lados se bloqueará la luz vertical. El mismo principio se utiliza en la medición de la polarización de rayos X. Esta tecnología permitirá a los astrónomos observar la dirección del movimiento ondulatorio de las partículas de rayos X cuando llegan, revelando así la dirección de los campos eléctricos y magnéticos incidentes. Con estos datos, los astrónomos pueden recopilar más información de los rayos X emitidos por los fenómenos astrofísicos.

La nave espacial no solo usa un solo instrumento para observar rayos X, sino que en realidad son tres telescopios independientes. Cada telescopio incluye 24 espejos concéntricos ubicados al final de un brazo de 13 pies de largo. El brazo entrará en el espacio antes que el telescopio. Extensión durante la primera semana.

Cuando lleguen los rayos X, Cada telescopio enfocó A los tres detectores al final del boom. Cada detector contiene una capa de helio de 10 mm y un gas llamado dimetiléter o DME. Esto revelará la polarización de los rayos X y, cuando golpeen el gas, dejarán rastros en el gas.

«Estos detectores proporcionarán imágenes de polarización», dijo Elisabetta Cavazzuti, directora de proyectos de la Agencia Espacial Italiana que diseñó los detectores.

Martin Weskopf, investigador principal de la misión en el Centro Marshall de Vuelos Espaciales de la NASA, dijo que ha habido muchos intentos anteriores de realizar mediciones de polarización de rayos X en el espacio. En 1971, el Dr. Weisskopf participó en una misión experimental exitosa que utilizó un cohete de sondeo para hacer una breve observación de polarización de rayos X de la Nebulosa del Cangrejo en nuestra galaxia. El cohete de sondeo subió y bajó directamente pero no entró en órbita. Según el Dr. Weiskopf, los intentos posteriores de lanzar un polarímetro más avanzado en la nave espacial soviética Spectrum-X en la década de 1990 fueron interrumpidos por el colapso de la Unión Soviética.

«Hemos esperado mucho tiempo para completar la tarea de medición de polarización», dijo.

La paciencia de él y otros investigadores dio sus frutos en 2017, cuando la NASA Elija IXPE Como parte de su pequeño programa de explorador.

Dentro de los dos años posteriores al lanzamiento, la nave espacial IXPE observará más de 100 objetivos cósmicos, incluidos agujeros negros, supernovas y estrellas extrañas.

Uno de los objetivos del telescopio es observar los giros de agujeros negros relativamente pequeños cuya masa es aproximadamente 10 veces la masa del sol. Las mediciones de polarización de rayos X podrán detectar efectos relativistas que ocurren muy cerca de estos agujeros negros, donde se espera que los ángulos de polarización de los fotones de rayos X que escapan cambien a medida que atraviesan el espacio-tiempo severamente distorsionado causado por el agujero negro. . El giro de un agujero negro.

Adam Ingram, profesor de astrofísica en la Universidad de Newcastle en el Reino Unido, dijo: «Este es nuestro primer intento de medir estas distorsiones».

IXPE también detectará estrellas de neutrones, los núcleos remanentes dejados por el colapso de la estrella gigante. Los científicos están particularmente interesados ​​en púlsares de estrellas de neutrones que giran rápidamente y magnetares altamente magnetizados.

Al centrarse en los magnetares, los investigadores esperan ver cuán irónicas son las leyes de la física. IXPE podrá estudiar un efecto cerca de estas estrellas llamado Electrodinámica cuánticaO QED, donde un campo magnético muy fuerte provoca un alto grado de polarización en las partículas de rayos X emitidas.

«QED es la base para nuestra comprensión de la física», dijo Ilaria Caiazzo, investigadora del Instituto de Tecnología de California. «Si encontramos que está mal, realmente cambiará todo. Espero que confirmemos este efecto».

En otros lugares, IXPE puede decirnos más sobre el momento posterior a la explosión de la estrella (supernova). Los datos de la nave espacial revelarán cómo el material expulsado por la supernova interactúa con el medio interestelar circundante porque se precipita hacia él a una velocidad extremadamente rápida, creando un frente de choque. Luego, los electrones pueden viajar hacia adelante y hacia atrás en el frente de la onda de choque, un proceso llamado aceleración de la onda de choque de difusión.

«Este es un proceso muy importante en astronomía, pero no comprendemos completamente los detalles», dijo el Dr. Ingram. «Se cree que esta es la razón por la que los remanentes de supernova son brillantes».

Se espera que la tarea principal de IXPE dure dos años. Pero el Dr. Weiskopf dijo que si la NASA extiende su misión, la nave espacial puede durar casi dos décadas. Con el tiempo, los astrónomos pueden estudiar otros objetivos, como Sagitario A *, el agujero negro supermasivo en el centro de nuestra galaxia. Al buscar reflejos de rayos X en la nube de gas cerca del agujero negro, pueden buscar evidencia de una mayor actividad de Sagitario A * durante los últimos siglos.

«A menos que los agujeros negros fueran más brillantes hace cientos de años, las nubes no serán tan brillantes como parecen», dijo el Dr. Weiskopf. «Puede calcular el tiempo que tardan los rayos X en llegar a las nubes y volver a nosotros. Este es un experimento muy difícil».

Comparado con super telescopios como James Webb, IXPE puede ser relativamente moderado. Pero destaca la amplitud de la astronomía en la que están trabajando los científicos y las nuevas formas de utilizar máquinas avanzadas para explorar el universo.

Método de medición de polarización de rayos X, una vez que se abre una ventana cerrada del universo, se abrirá, con su apariencia, se desbloquearán muchos secretos ocultos.

«Esta es de hecho una nueva forma de observar el cielo», dijo el Dr. Zurbuchen.

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