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Aug 29, 2023

XRISMO X

XRISM observará los rayos X liberados por fenómenos extremos para ayudar a los científicos a estudiar la evolución de nuestro universo. El sábado (26 de agosto) se lanzará una importante misión de observación de rayos X, con el objetivo de

XRISM observará los rayos X liberados por fenómenos extremos para ayudar a los científicos a estudiar la evolución de nuestro universo.

El sábado (26 de agosto) se lanzará una importante misión de observación de rayos X, con el objetivo de proporcionar a los astrónomos vistas de algunos de los objetos y eventos más extremos, explosivos y calientes del universo.

La Misión de Espectroscopía e Imágenes de Rayos X (XRISM), una colaboración entre la NASA y la Agencia Japonesa de Exploración Aeroespacial (JAXA) con la asistencia de la Agencia Espacial Europea (ESA), estudiará cosas como las envolturas de gas caliente que rodean los cúmulos de galaxias y los estallidos violentos de monstruosos agujeros negros. Sus resultados deberían ayudar a los científicos a comprender mejor la evolución del universo.

"La astronomía de rayos X nos permite estudiar los fenómenos más energéticos del universo", afirmó en un comunicado Matteo Guainazzi, científico del proyecto XRISM de la ESA. "Tiene la clave para responder preguntas importantes de la astrofísica moderna: cómo evolucionan las estructuras más grandes del universo, cómo se distribuyó por el cosmos la materia de la que estamos compuestos y cómo las galaxias están formadas por agujeros negros masivos en sus centros".

El despegue de XRISM está previsto para8:30 pm ET del sábado (26 de agosto) (0030 GMT o 9:30 am, hora local de Japón, el domingo 27 de agosto) y se puede ver en vivo en japonés e inglés en el canal de YouTube de JAXA. Las actualizaciones de la misión en vivo están disponibles en la cuenta de Twitter de JAXA.

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XRISM se lanzará sobre un sistema de lanzamiento prescindible H-IIA (H-2A) operado por Mitsubishi Heavy Industries (MHI) desde el Centro Espacial Tanegashima, Japón. Se espera que funcione durante al menos tres años.

Guainazzi explicó que el 8% del tiempo de observación asignado a la ESA del tiempo operativo disponible de XRISM ayudará a formar un puente entre la misión XMM-Newton actualmente operativa de la agencia espacial, que ha pasado 24 años en el espacio recogiendo datos de rayos X, y Athena, que lanzamiento a finales de la década de 2030.

Si bien los astrónomos se han vuelto expertos en ver objetos cósmicos como estrellas y galaxias que emiten luz asociada con la región visible del espectro electromagnético, que es la sección para ver nuestros ojos han evolucionado, estas observaciones solo pintan una parte del panorama cósmico más amplio.

El cosmos también está impregnado de radiación electromagnética asociada con longitudes de onda infrarrojas de baja energía, que el Telescopio Espacial James Webb (JWST) capta con gran efecto, así como de rayos X y rayos gamma de alta energía.

Aunque invisibles a nuestros ojos, esos rayos X son emitidos por cosas como el gas que se esconde entre estrellas y galaxias y desde entornos extremos y violentos. Por lo tanto, estudiarlos puede agregar detalles importantes a nuestro tapiz cósmico del universo.

Por ejemplo, una función clave de XRISM será estudiar los rayos X provenientes de envolturas masivas de gas súper calientes que rodean los cúmulos de galaxias, algunas de las estructuras más grandes del universo conocido. Esto debería ayudar a medir las masas de estos cúmulos, así como sus envolturas de gas, permitiendo así a los astrónomos comprender mejor cómo podrían haber evolucionado estos sistemas.

Además, los rayos X de las envolturas de gas podrían ayudar a los astrónomos a determinar qué tan enriquecidas están las capas con elementos más pesados ​​que el hidrógeno y el helio. Esos elementos más pesados ​​se llaman "metales".

Es importante conocer la composición de los metales porque cuando el universo comenzó a poblarse de estrellas y galaxias, los únicos elementos que existían en cantidades considerables eran hidrógeno y helio, además de una pequeña cantidad de metales como el nitrógeno. Fue la primera generación de estrellas que sintetizó elementos más pesados ​​mediante la fusión nuclear de hidrógeno y helio en sus núcleos.

Estos elementos pesados ​​se dispersaron por el cosmos cuando las primeras estrellas explotaron como supernovas al final de sus vidas. Este gas enriqueció las nubes que rodean las galaxias con metales. Luego, cuando zonas demasiado densas de esas nubes colapsaron, para dar origen a la segunda generación de estrellas, produjeron aún más estrellas ricas en metales.

XRISM será capaz de medir la energía de fotones de rayos X de alta energía, o partículas de luz, utilizando su instrumento Resolve. La próxima misión Athena de la ESA incluirá un dispositivo similar que se basará en el rendimiento de Resolve con XRISM.

Resolve permitirá a los astrónomos medir las temperaturas y velocidades de los gases calientes que observa la misión con un alto grado de precisión. Además, al mapear los metales en estas nubes a través de los rayos X emitidos, XRISM podría ayudar a los científicos a determinar mejor cómo se ha desarrollado el proceso de enriquecimiento de metales estelares a lo largo de los últimos 13.800 millones de años de historia cósmica.

La innovadora investigación de rayos X de XRISM también ayudará a los físicos a aprender más sobre algunos fenómenos cósmicos fundamentales.

La teoría de la relatividad general de Albert Einstein de 1915 se conoce actualmente como la mejor explicación que tenemos de la gravedad a escalas cósmicas, pero todavía hay aspectos del universo que le cuesta explicar. Por ejemplo, no explica del todo la forma en que se está acelerando la expansión del universo.

Es por eso que los científicos aún continúan probando los límites de la relatividad general, que también se conoce como la teoría geométrica de la gravedad de Einstein, ya que sugiere que los objetos con masas "deforman" el tejido del espacio y el tiempo. Según la relatividad general, es a partir de esta distorsión que surge la "gravedad". Cuanto más masivo y denso es un objeto, mayor es la distorsión que provoca.

Curiosamente, los efectos de dicha deformación también se pueden ver cuando la radiación electromagnética o la luz pasan por una distorsión.

XRISM hará uso de este efecto cuando observe las emisiones de rayos X de los materiales que rodean los objetos más masivos y densos del universo, es decir, los agujeros negros supermasivos que se encuentran en el centro de la mayoría, si no de todas, las galaxias grandes.

A medida que estos agujeros negros supermasivos se alimentan de la materia que los rodea, acto que forma un disco aplanado llamado disco de acreción, ese material se calienta a temperaturas tremendas. Además, los poderosos campos magnéticos de los agujeros negros supermasivos canalizan materia cargada en estos discos que en realidad no cae "dentro" del agujero negro hacia los polos del vacío, desde donde sale disparada en forma de chorros y vientos que se mueven cerca de la velocidad de la luz.

Ambos procesos, incluido el calentamiento del material en los discos de acreción y la explosión de poderosos vientos y chorros, hacen que esa materia emita rayos X.

Entonces, al observar estos rayos X con XRISM, los científicos pueden determinar cuán deformado está el espacio-tiempo alrededor de los agujeros negros supermasivos, probando así la relatividad general quizás en las circunstancias más extremas imaginables.

Realizar investigaciones de física tan fundamental con rayos X y cualquier astronomía de alta energía requiere tecnología sofisticada, y XRISM ciertamente cumple con los requisitos.

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Robert Lea es un periodista científico del Reino Unido cuyos artículos se han publicado en Physics World, New Scientist, Astronomy Magazine, All About Space, Newsweek y ZME Science. También escribe sobre comunicación científica para Elsevier y el European Journal of Physics. Rob tiene una licenciatura en física y astronomía de la Open University del Reino Unido. Síguelo en Twitter @sciencef1rst.

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