El último telescopio de rayos X de la NASA envía la primera imagen impresionante de un remanente de supernova

El Explorer X-ray Imaging Telescope (IXPE) de la NASA envió su primera imagen a la Tierra, que muestra los restos de una estrella que explotó en el siglo XVII.

El observatorio espacial se lanzó el 9 de diciembre de 2021 desde Cabo Cañaveral, Florida, a bordo de un cohete SpaceX Falcon 9 a la órbita terrestre baja.

Pasó el último mes calibrando los instrumentos, preparándose para monitorear el remanente de supernova (SNR) en la constelación de Cassiopeia A.

Estos son los restos de una estrella gigante que explotó en el siglo XVII, con ondas de choque barriendo el gas circundante y calentándolo a altas temperaturas, lo que genera partículas de rayos cósmicos rápidos que producen un brillo brillante en la luz de rayos X.

IXPE se une al Telescopio de Rayos X Chandra, uno de los grandes observatorios espaciales de la NASA, lanzado en 1999, para estudiar diferentes aspectos del espectro de rayos X.

Este es el remanente de una estrella gigante que explotó en el siglo XVII, con ondas de choque barriendo el gas circundante y calentándolo a altas temperaturas, lo que genera partículas de rayos cósmicos rápidos que producen un brillo brillante en la luz de rayos X.

Pasó el último mes calibrando los instrumentos, preparándose para detectar un remanente de supernova (SNR) en la constelación de Casiopea, llamada Casiopea A.

Pasó el último mes calibrando los instrumentos, preparándose para detectar un remanente de supernova (SNR) en la constelación de Casiopea, llamada Casiopea A.

Un esfuerzo conjunto entre la NASA y la Agencia Espacial Italiana, IXPE es el primer observatorio espacial dedicado a estudiar la polarización de los rayos X provenientes de objetos como supernovas y agujeros negros: así es como se dirige la luz a medida que viaja.

La nueva imagen, publicada por la NASA a tiempo para el Día de San Valentín, contiene datos de IXPE que se muestran como una bola morada, superpuestos con datos de Chandra, delineados en azul.

La saturación del color púrpura corresponde a la intensidad de la luz de rayos X observada por IXPE, y el azul muestra los datos de rayos X de alta energía.

Chandra e IXPE, utilizando diferentes tipos de detectores, capturan diferentes niveles de resolución angular o nitidez, dando a los astrónomos y astrofísicos mayores niveles de detalle para explorar mejor estos fenómenos inusuales.

Después del lanzamiento de Chandra en 1999, su primera imagen también fue de Cassiopeia A, uno de los objetos de rayos X más brillantes en la constelación de Cassiopeia.

La imagen tomada por Chandra reveló la presencia de un objeto compacto en el centro del remanente de supernova, muy probablemente un agujero negro o una estrella de neutrones.

Estos objetos, junto con nubes de gas y polvo brillantes, son los restos de una estrella masiva que ha llegado al final de su vida útil.

Esta imagen muestra Cas A visto por el Observatorio de rayos X Chandra de la NASA.  Chandra e IXPE, utilizando diferentes tipos de detectores, capturan diferentes niveles de resolución angular o nitidez, brindando a los astrónomos y astrofísicos mayores niveles de detalle para explorar mejor estos fenómenos inusuales.

Esta imagen muestra Cas A visto por el Observatorio de rayos X Chandra de la NASA. Chandra e IXPE, utilizando diferentes tipos de detectores, capturan diferentes niveles de resolución angular o nitidez, brindando a los astrónomos y astrofísicos mayores niveles de detalle para explorar mejor estos fenómenos inusuales.

El observatorio espacial se lanzó el 9 de diciembre de 2021 desde Cabo Cañaveral, Florida, a bordo de un cohete SpaceX Falcon 9 a la órbita terrestre baja.

El observatorio espacial se lanzó el 9 de diciembre de 2021 desde Cabo Cañaveral, Florida, a bordo de un cohete SpaceX Falcon 9 a la órbita terrestre baja.

IXPE: el observatorio de rayos X basado en el espacio más nuevo de la NASA

El Imaging X-ray Polarimetry Explorer (IXPE) es una colaboración entre la NASA y la Agencia Espacial Italiana.

Es un observatorio espacial con tres telescopios idénticos diseñados para medir las polarizaciones cósmicas de rayos X de agujeros negros, estrellas de neutrones, remanentes de supernovas y púlsares.

Fue lanzado el 9 de diciembre y alcanzó su órbita deseada el 15 de diciembre desde un cohete SpaceX Falcon 9.

Es parte del Programa de Exploradores de la NASA, que diseña naves espaciales de bajo costo para estudiar heliofísica y astrofísica.

Estudiará los OVNIs, permitiendo el mapeo de campos magnéticos de agujeros negros y otros fenómenos.

Su primer objetivo fue Cassiopeia A, un remanente de supernova a 11.000 años luz de distancia y también fue el primer objetivo de otro gran observatorio de rayos X, el Telescopio Espacial Chandra de la NASA.

Los rayos X de alta energía del entorno que rodea objetos como los agujeros negros y los púlsares pueden polarizarse, es decir, vibrar en una dirección particular.

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El estudio de la polarización de rayos X se puede utilizar para revelar la física de los objetos, proporcionando información sobre los entornos que crearon.

La misión planea detectar más de 30 objetivos durante su primer año, incluido el espacio-tiempo deformado alrededor de los agujeros negros de masa estelar y medir su giro.

Otros objetivos planificados incluyen varios tipos de estrellas de neutrones, como púlsares y magnetares.

También conocida como Cas A, la estrella masiva que se desprendió de sus capas exteriores, formando una nube de rayos X, estalló hace unos 350 años, a 11.090 años luz de distancia.

Las supernovas están llenas de energía magnética y aceleran partículas casi a la velocidad de la luz, lo que las convierte en laboratorios para estudiar la física extrema del espacio.

«La imagen de IXPE de Cassiopeia A es tan histórica como la imagen de Chandra del mismo remanente de supernova», dijo Martin C. Weisskopf, investigador principal de IXPE con sede en el Centro Marshall de Vuelos Espaciales de la NASA en Huntsville, Alabama.

Demuestra la capacidad de IXPE para obtener nueva información sin precedentes sobre Cassiopeia A, que actualmente se encuentra bajo análisis.

La principal medida que los científicos harán con IXPE se llama polarización, que es una forma de ver cómo se dirige la luz de rayos X a medida que viaja por el espacio.

La polarización de la luz contiene pistas sobre el entorno en el que se originó la luz. Los instrumentos de IXPE también miden la energía, el tiempo de llegada y la posición en el cielo de los rayos X de fuentes cósmicas.

«La imagen de IXPE de Cassiopeia A es Bellissima», dijo Paolo Sovita, investigador principal italiano de IXPE en el Instituto Nacional de Astrofísica (INAF) en Roma.

«Esperamos analizar los datos de polarimetría para aprender más sobre los restos de supernova», agregó el investigador.

«Medir polarizaciones de rayos X no es fácil», dijo Weisskov. «Tienes que recolectar mucha luz, y la luz no polarizada actúa como un ruido de fondo. Puede llevar algún tiempo detectar la señal polarizada».

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Los datos recopilados por IXPE de Cassiopeia A permitirán a los científicos ver cómo varía la polarización en el remanente de supernova.

Tiene unos 10 años luz de diámetro, más del doble de la distancia entre la Tierra y nuestra estrella vecina más cercana, Próxima Centauri.

Los investigadores están trabajando actualmente en los datos para crear el primer mapa de polarización de rayos X del objeto.

Esto revelará nuevas pistas sobre cómo se producen los rayos X en Cassiopeia A.

«Las futuras imágenes de polarización de IXPE deberían revelar los mecanismos en el corazón de este famoso acelerador cósmico», dijo Roger Romani, investigador asociado de IXPE en la Universidad de Stanford.

Para completar algunos de estos detalles, hemos desarrollado un método para hacer que las mediciones de IXPE sean más precisas utilizando técnicas de aprendizaje automático. Esperamos con ansias lo que encontraremos mientras analizamos todos los datos.

¿Qué es el Observatorio de rayos X Chandra?

El Observatorio de rayos X Chandra de la NASA es un telescopio diseñado específicamente para detectar la emisión de rayos X de regiones extremadamente calientes del universo, como supernovas, cúmulos de galaxias y materia alrededor de los agujeros negros.

Dado que la atmósfera de la Tierra absorbe los rayos X, Chandra debe orbitar sobre ella, hasta 86 500 millas (139 000 km) en el espacio.

Fue lanzado el 23 de julio de 1999 y es sensible a fuentes de rayos X 100 veces más débiles que cualquier telescopio de rayos X anterior, gracias a la alta resolución angular de sus espejos.

No hay planes concretos de la NASA para reemplazar a Chandra y seguir estudiando la longitud de onda de la luz en rayos X.

El telescopio de rayos X Chandra se encuentra ahora en su vigésimo año de funcionamiento y ha superado su vida útil prevista en unos 15 años.

Chandra cambió automáticamente al llamado modo seguro en octubre debido a un problema con el giroscopio.

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