Los estudiantes de OSIRIS-REx de la NASA vislumbran inesperadamente un agujero negro recién descubierto.

Estudiantes universitarios e investigadores que trabajan en una misión de la NASA que orbita un asteroide cercano a la Tierra han hecho una detección inesperada de un fenómeno a 30 mil años luz de distancia. El otoño pasado, los estudiantes construyeron el espectrómetro de imágenes de rayos X Regolith (REXIS) a bordo de la nave espacial OSIRIS-REx de la NASA, que detectó un nuevo agujero negro en la constelación de Columba mientras hacía observaciones desde la extremidad del asteroide Bennu.


Esta imagen muestra el estallido de rayos X del agujero negro MAXI J0637-043, detectado por el instrumento REXIS en la nave espacial OSIRIS-REx de la NASA. La imagen se construyó utilizando datos recopilados por el espectrómetro de rayos X mientras REXIS estaba haciendo observaciones del espacio alrededor del asteroide Bennu el 11 de noviembre de 2019. El estallido es visible en el centro de la imagen y la imagen se superpone con la extremidad de Bennu (abajo a la derecha) para ilustrar el campo de visión de REXIS.
Créditos: NASA / Goddard / Universidad de Arizona / MIT / Harvard.

REXIS, un instrumento del tamaño de una caja de zapatos, fue diseñado para medir los rayos X que Bennu emite en respuesta a la radiación solar entrante. Los rayos X son una forma de radiación electromagnética, como la luz visible, pero con mucha más energía. REXIS es un experimento colaborativo dirigido por estudiantes e investigadores del MIT y Harvard, quienes propusieron, construyeron y operaron el instrumento.

El 11 de noviembre de 2019, mientras el instrumento REXIS realizaba observaciones científicas detalladas de Bennu, capturó rayos X que irradiaban desde un punto fuera del borde del asteroide. “Nuestras verificaciones iniciales no mostraron ningún objeto previamente catalogado en esa posición en el espacio”, dijo Branden Allen, científico investigador de Harvard y supervisor de los estudiantes que descubrieron por primera vez la fuente en los datos de REXIS.

El objeto resplandeciente resultó ser un binario de rayos X con un agujero negro, descubierto solo una semana antes por el telescopio MAXI de Japón, designado MAXI J0637-430. El telescopio Explorador de Composición Interior Neutron Star de la NASA (NICER) también identificó la explosión de rayos X unos días después. Tanto MAXI como NICER operan a bordo de la Estación Espacial Internacional de la NASA y detectaron el evento de rayos X desde la órbita terrestre baja. REXIS, por otro lado, detectó la misma actividad a millones de kilómetros de la Tierra mientras orbitaba a Bennu, la primera explosión de este tipo detectada desde el espacio interplanetario.

“Detectar esta explosión de rayos X es un momento de orgullo para el equipo de REXIS. Significa que nuestro instrumento está funcionando como se esperaba y al nivel requerido de los instrumentos científicos de la NASA “, dijo Madeline Lambert, una estudiante graduada del MIT que diseñó las secuencias de comando del instrumento que revelaron por casualidad el agujero negro.

Las explosiones de rayos X, como la emitida por el agujero negro recién descubierto, solo se pueden observar desde el espacio, ya que la atmósfera de la Tierra protege a nuestro planeta de los rayos X. Estas emisiones de rayos X se producen cuando un agujero negro atrae la materia de una estrella normal que está en órbita a su alrededor. A medida que la materia gira en espiral sobre un disco giratorio que rodea el agujero negro, se libera una enorme cantidad de energía (principalmente en forma de rayos X) en el proceso.


Esta visualización simula un estallido de rayos X del agujero negro MAXI J0637-043, detectado por el instrumento REXIS en la nave espacial OSIRIS-REx de la NASA, mientras se mueve a través de la línea de visión de REXIS. Al principio, el estallido es visiblemente intenso, pero se desvanece gradualmente a medida que disminuye. La animación se construyó utilizando datos recopilados por el espectrómetro de rayos X mientras REXIS estaba haciendo observaciones del espacio alrededor del asteroide Bennu el 11 de noviembre de 2019.
Créditos: NASA / Goddard / Universidad de Arizona / MIT / Harvard.

“Nos propusimos capacitar a los estudiantes sobre cómo construir y operar instrumentos espaciales”, dijo el profesor del MIT Richard Binzel, científico de instrumentos para el experimento de estudiantes REXIS. “Resulta que la mejor lección es estar siempre abierto a descubrir lo inesperado”.

El propósito principal del instrumento REXIS es preparar a la próxima generación de científicos, ingenieros y gerentes de proyecto en el desarrollo y operaciones de hardware de vuelos espaciales. Casi 100 estudiantes de pregrado y posgrado han trabajado en el equipo REXIS desde el inicio de la misión.

El Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland, proporciona administración general de la misión, ingeniería de sistemas y seguridad y garantía de la misión para OSIRIS-REx. Dante Lauretta de la Universidad de Arizona, Tucson, es el investigador principal, y la Universidad de Arizona también lidera el equipo científico y la planificación de observación científica y el procesamiento de datos de la misión. Lockheed Martin Space en Denver construyó la nave espacial y proporciona operaciones de vuelo. Goddard y KinetX Aerospace son responsables de navegar la nave espacial OSIRIS-REx. OSIRIS-REx es la tercera misión en el Programa de Nuevas Fronteras de la NASA, que es administrado por el Centro Marshall de Vuelos Espaciales de la NASA en Huntsville, Alabama, para la Dirección de Misión Científica de la agencia en Washington.