Impresión artística del ASTRO-E, cortesía del instituto para el Espacio y las Ciencias Astronáuticas.

Astro-E, la nave espacial de Rayos-X Japonesa-Norteamericana lista para su lanzamiento el 8 de Feb., desplegará una tecnología completamente nueva de detección de Rayos-X que no solo servirá como laboratorio para futuras misiones, sino que también obtendrá la distinción de ser el objeto más frío conocido en el espacio.

“Esta nueva misión nos permite aplicar una parte de la nueva tecnología whiz-bang a la exploración del universo”, comenta el Dr. Alan N. Bunner, director científico del programa Estructura y Evolución del Universo de la NASA.

El nuevo instrumento es el Espectrómetro de Rayos-X (XRS), desarrollado conjuntamente por el Centro de Vuelos Espaciales Goddard de la NASA, Greenbelt, MD y el instituto Japonés del Espacio y las Ciencias Astronáuticas (ISAS). El XRS mide el calor generado por los fotones individuales de Rayos-X, lo opuesto de convertir los Rayos-X en cargas eléctricas para posteriormente obtener su carga, que es el mecanismo utilizado en otros detectores de Rayos-X.

Usando esta nueva técnica, es posible medir las energías individuales de los Rayos-X con una precisión aproximadamente 10 veces mayor que con los anteriores sensores de Rayos-X. Aunque para sentir el calor de un único fotón, el detector XRS debe ser enfriado hasta una temperatura extremadamente baja, a solo 0.060 grados Kelvin o a aproximadamente –460 grados Fahrenheit.

Esta animación ilustra el principio básico de funcionamiento del micro calorímetro del XRS. Para más información, visite la pagina del XRS en el Centro de formación Astro-E (Astro-E learning Center).

Esto esencialmente hace al detector XRS el objeto mas frío del espacio. La ausencia de calor, llamada cero absoluto, son 0.0 grados Kelvin; la región mas fría del espacio esta a escasamente tres grados Kelvin.

“Este incremento de precisión para medir los Rayos-X, debería permitir descubrir hitos fundamentales en nuestra comprensión de todos los tipos esenciales de fuentes de emisión de Rayos-X. Especialmente la materia muy cercana a los agujeros negros y los gases emisores de Rayos-X en las vastas regiones del espacio entre galaxias individuales que conforman los cúmulos de galaxias”, comenta el Dr. Richard Kellev, principal investigador del XRS en Goddard.

Los objetivos del Astro-E incluyen: cúmulos de galaxias; agujeros negros súper masivos; estrellas de neutrones; restos de supernovas; coronas estelares de estrellas 10.000 veces más activas que nuestro Sol y un estudio de la historia de la formación de las sustancias químicas por todo el Universo.

Astro-E es principalmente una misión espectroscópica, lo que quiere decir que los instrumentos del satélite estudiarán los “colores” de la luz del Rayo-X, como cuando un prisma descompone la luz visible en los colores del arco iris. Mientras el recientemente lanzado Observatorio de Rayos-X Chandra destaca en la producción de imágenes de Rayos-X, Astro-E destaca en la producción del espectro. En este sentido, Astro-E complementa a Chandra, analizando la luz que Chandra ve y determina la temperatura, velocidad y composición del gas producido por dichos Rayos-X.

El espectro electromagnético. La longitud de onda de la radiación producida por un objeto, se relaciona usualmente con su temperatura. [Aprenda más sobre los Rayos-X]

Junto con el XRS hay cuatro espectrómetros de imagen de Rayos-X, una colaboración entre las universidades Japonesas e instituciones y el Instituto Tecnológico del Centro para el Desarrollo Espacial de Massachussets (Massachussets Institute of Technology Center for Space Research), y el detector de Rayos-X Hard (HXD) construido por la Universidad de Tokio e ISAS. Ambos instrumentos, XRS y XIS, analizarán los fotones de Rayos-X focalizados por telescopios individuales de Rayos-X, construidos en Goddard por el grupo liderado por el Dr. Peter J. Serlemitsos.

La instrumentación de imagen utiliza detectores similares a aquellos transportados por el ASCA, el precursor del Astro-E, justo con el doble de eficiencia en la obtención de ciertas longitudes de onda de Rayos-X. El detector de Rayos-X Hard extenderá la habilidad de observación del Astro-E dentro del “Hard” o longitudes de onda de Rayos-X de alta energía con la mayor sensibilidad jamás alcanzada.

ASTRO-E portará cinco telescopios de Rayos-X de lamina, representados aquí. Cuatro de ellos estarán frente al XIS, el quinto estará frente al XRS. Estos telescopios juegan un importante papel. Solo como telescopios ópticos recogen luz al igual que el ojo o como puede procesarla una cámara CCD. Los telescopios de Rayos-X obtienen luz en forma de fotones de Rayos-X, permitiendo que el instrumental por detrás de ellos procese esos fotones. [Más información]

Astro-E será lanzado en un cohete M-V del Centro Espacial Kagoshima, situado en el extremo sur de la isla japonesa de Kyushu. El tiempo de vida esperado de la misión del observatorio es de cinco años (dos años para el espectrómetro de Rayos-X, debido a la reducción de los gases criogénicos). Astro-E alcanzará una orbita circular cercana a la Tierra de aproximadamente 550 Km (341 millas). Su carga pesa 1.650 Kg (3.630 libras) y mide 6,5 x 5,4 x 2,1 metros (20,8 x 17,28 x 6,72 pies).

Con este nombramiento oficial conferido tras su despliegue, Astro-E se unirá a la recientemente lanzada misión europea de Multi-espejo de Rayos-X y el observatorio de Rayos-X Chandra, dando paso a lo que muchos expertos llaman la década de la astronomía de Rayos-X.

Astro-E es el quinto de una serie de satélites japoneses destinados al estudio de las fuentes de Rayos-X celestes. Misiones anteriores son Caucho, Tenma, Ginga y ASCA. ASCA, lanzada el 20 de Febrero de 1993 y formalmente conocida como ASTRO-D, esta todavía activa.