A los ojos humanos, el fondo nocturno entre las estrellas parece oscuro, el vacío del espacio. Pero los telescopios de rayos X obtienen una vista totalmente diferente. Como si fuese un espectáculo de fuegos artificiales lejano, nuestras imágenes del cielo en rayos X revelan un universo floreciente. Estas imágenes insinúan erupciones cósmicas aún desconocidas que provienen de algún lugar profundo de nuestra galaxia.
Para ayudar a encontrar la fuente de estos misteriosos rayos X, el astrónomo Dan McCammon de la Universidad de Wisconsin y su equipo van a lanzar el instrumento XQC o X-ray Quantum Calorimeter. El XQC realizará su séptimo viaje al espacio a bordo de un cohete suborbital de la NASA. Esta vez, el XQC observará un parche de luz de rayos X con una resolución de energía 50 veces mejor que en las observaciones anteriores, lo que es clave para revelar su fuente. La ventana de lanzamiento se abre en el Arnhem Space Centre de Australia de Equatorial Launch el 26 de junio de 2022.
Debido a que la atmósfera de la Tierra absorbe los rayos X, nuestras primeras vistas de rayos X cósmicos se hicieron esperar. 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 en rayos X y más tarde le valió a Giacconi una parte del Premio Nobel de física de 2002.
Ahora los científicos cartografían el cielo en rayos X con un nivel de detalle cada vez más fino gracias a la ayuda de misiones de rayos X de la NASA. Aun así, hay varios parches brillantes cuyas fuentes se desconocen. Para el próximo vuelo, McCammon y su equipo apuntarán a un parche de luz en rayos X visible solo parcialmente desde el hemisferio norte.
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.
Créditos: Goddard Space Flight Center de la NASA.
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, como para calentar el parche de rayos X que está investigando McCammon.
La otra fuente posible son las supernovas de “Tipo II”. Las estrellas previas a las supernovas 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. Tienen lugar en regiones activas de formación de estrellas, como las de uno de los brazos espirales internos de nuestra galaxia.
Para distinguir estas posibilidades, la XQC analizará la luz de rayos X en busca de rastros de oxígeno y hierro. Si se encuentra más oxígeno, apunta a supernovas de tipo II, mientras que si hay menos oxígeno, sugiere supernovas de tipo 1a. La física es compleja, pero en última instancia se deriva de en cuánto tiempo se quemaron las estrellas antes de entrar en explosión. Las estrellas más pequeñas previas a las supernovas de Tipo 1a se queman durante más tiempo, dejando menos oxígeno que las supernovas de Tipo II.
Por supuesto, es probable que la misión proporcione 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”.
Tras el 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 la XQC al espacio, pero el primero desde la nueva gama de cohetes del Arnhem Space Centre en East Arnhem, Australia. La XQC es parte de un programa de lanzamiento de tres cohetes en junio y julio de 2022, y será el primer lanzamiento de la NASA desde Australia desde 1995.
Edición: R. Castro.