Esta imagen del Observatorio de rayos X Chandra de una observación de 27.7 horas de una región en la dirección de la constelación Canes Venatici, cerca de la Osa Mayor, muestra más o menos 3 docenas de fuentes de rayos X. Algunas de ellas eran demasiado débiles como para verlas por telescopios ópticos como el telescopio espacial Hubble y el telescopio de 10 metros Keck, en Hawaii. Esta nueva clase de fuentes podría representar a algunos de los objetos más distantes jamás detectados

Al mismo tiempo que ha dado un gran salto adelante al resolver uno de los más grandes misterios de la astronomía de Rayos X, el observatorio de rayos X Chandra, de la NASA, podría haber revelado también los objetos más distantes jamás vistos en el Universo, y haber descubierto dos nuevos y desconcertantes tipos de objetos cósmicos.

No está mal para llevar trabajando sólo cinco meses.

Chandra ha identificado la mayoría de la radiación de fondo de rayos X, un brillo generalizado de rayos X a todo lo largo del Universo, descubierto por primera vez en los más tempranos tiempos de la exploración espacial. Los científicos no habían sido capaces, hasta el momento, de distinguir el origen de la radiación de fondo, ya que, hasta el Chandra, ningún telescopio de rayos X ha tenido ni la resolución angular ni la sensibilidad suficiente para resolverla.

“Éste es un descubrimiento muy importante”, afirmó el Dr. Alan Bunner, Director de la división científica Estructura y Evolución del Universo, de la NASA. “Debido a que la primera observación se realizó hace 37 años, la comprensión de la fuente del fondo de radiación de rayos X ha sido el Santo Grial de la astronomía de rayos X. Ahora, está a nuestro alcance”.|

Los resultados de la observación se discutirán hoy en el 195 congreso nacional de la Sociedad Astronómica Americana en Atlanta, Georgia. Los doctores Richard Mushotzky, del Centro Goddard de Vuelos Espaciales de la NASA, en Greenbelt, Md; Lennox Cowie y Amy Barger, de la Universidad de Hawaii, Honolulu; y Keith Arnaud, del College Park, Universidad de Maryland, han enviado a la revista Nature un artículo que describe este trabajo.

“Todos estamos muy emocionados por este hallazgo”, dijo Mushotzky. “La resolución de la mayor parte del fondo duro de rayos X durante los primeros meses de la misión Chandra es un reconocimiento a la potencia de este observatorio y viene llena de buenos presagios para su futuro científico”.

Los científicos conocen la existencia del brillo de rayos X, llamado radiación de fondo de rayos X, desde el amanecer de la astronomía de rayos X a comienzos de los años 60. Sin embargo, no habían podido distinguir su origen debido a que, hasta el Chandra, ningún telescopio de rayos X tenía ni la resolución angular ni la sensibilidad para hacerlo. La misión ROSAT, bajo mando alemán, ya finalizada, consiguió distinguir gran parte del fondo de rayos X de más baja energía, y mostró que surge en galaxias muy lejanas con núcleos muy brillantes, llamadas Quásares o Núcleos Galácticos Activos (AGN).

Esta imagen del cielo completo tomada por el observatorio de rayos X ROSAT está orientada de tal forma que el plano de nuestra Vía Láctea recorre horizontalmente el centro. Tanto el brillo de rayos X como la energía relativa están representados con los colores rojo, verde y azul (de la más baja a la más alta). Un fondo difuso de radiación de rayos X domina grandes áreas del cielo. Gran parte de este fondo de radiación está producido por gas caliente de nuestra propia galaxia, y da lugar también a las magníficas estructuras rizadas que se aprecian en la dirección al centro galáctico (centro de la imagen). También contribuyen a esta radiación de fondo fuentes extragalácticas sin definir (el objetivo de las recientes observaciones del Chandra), sobre todo por encima y por debajo del plano. [Más información]

El equipo Chandra muestreó una región del cielo de más o menos la quinta parte del área angular de la Luna llena y consiguió reducir más o menos el 80 por ciento del fondo de rayos X más energético a fuentes discretas. Extendido por todo el cielo, esto nos da una cifra aproximada de 70 millones de fuentes, de las que la mayor parte serían galaxias. Sus análisis confirman que una fracción significativa de la radiación de fondo de rayos X no puede deberse a radiación difusa de gas intergaláctico caliente.

La combinación de observaciones de tipo óptico con observaciones de rayos X mostraron que cerca de un tercio de las fuentes son galaxias cuyos núcleos emiten un gran brillo de rayos X, aunque no emiten prácticamente ninguna luz visible. Las observaciones apuntan a que el número de estas “galaxias de núcleo velado” podría ser de decenas de millones a lo largo de todo el cielo. También se puede afirmar con certeza casi total que estas galaxias albergan en sus núcleos un inmenso agujero negro que sería el responsable de la producción de rayos X, al atraer hacia sí gas a una velocidad cercana a la de la luz.

El brillo de rayos X de los núcleos de estas galaxias las coloca en la familia de las galaxias AGN. Debido a que estas AGN son muy brillantes en la zona de los rayos X, pero muy tenues en la de la luz visible, las observaciones de Chandra dan a entender que las mediciones de las AGN por medios puramente ópticos son muy deficientes.

Una segunda clase de objetos, que comprende aproximadamente un tercio de la radiación de fondo, es considerada como “galaxias ultra-débiles”. Mushotzky afirmó que estas fuentes podrían emitir muy poca (o ninguna) luz visible, ya sea porque el polvo que rodea la galaxia bloquea por completo la luz, o porque la luz visible sea finalmente absorbida por completo por gas relativamente frío durante su largo periplo a través del Universo.

Esta imagen de rayos X de la Luna fue tomada por el Satelite-Observatorio orbital Roentgen (ROSAT) en 1990. Muestra tres regiones distintas: Un cielo brillante de rayos X, una parte brillante de la Luna, y una parte de ella relativamente oscura. El brillo de rayos X del cielo se debe a la difusa radiación de fondo cósmica de rayos X. [Más información]

En un escenario final, Mushotzky dijo que estas fuentes tendrían un desplazamiento al rojo de 6 o mas alto, lo cual quiere decir que se sitúan aproximadamente a unos 14 mil millones de años luz de nosotros, y por tanto son los objetos más antiguos y distantes jamás identificados.

“Éste es un descubrimiento fascinante”, afirmó el Dr. Alan Bunner, Director de la división científica Estructura y Evolución del Universo, de la NASA. “Desde que se realizó la primera observación, hace 37 años, la comprensión de la fuente del fondo de radiación de rayos X ha sido el Santo Grial de la astronomía de rayos X. Ahora, está a nuestro alcance”.

Los doctores Cowie y Barger están buscando los equivalentes ópticos de las recientemente descubiertas fuentes de rayos X con el potente telescopio Keck en la cima del Mauna Kea, con la esperanza de determinar sus distancias. Sin embargo, estas fuentes son muy débiles en sus emisiones ópticas. Aparecen como unas tenues y difusas manchas azules, o no aparecen en absoluto. Futuras observaciones con el telescopio espacial Hubble o con el Keck serán muy dificultosas, y además se requerirá la potencia de los Telescopios de Siguiente Generación y de Constelación X para comprender en su totalidad estas fuentes.

La identificación del fondo de radiación de rayos X dependió de una exposición de 27,7 horas del Chandra, que utilizó el ACIS (Advanced CCD Imaging Spectrometer; Espectrómetro Avanzado de Imágenes CCD), a principios de diciembre de 1999, y también se usarón datos del satélite norteaméricano-japonés ASCA (Advanced Satellite for Cosmology and Astrophysics; Satélite avanzado para Cosmología y Astrofísica). El equipo de Chandra ya ha reproducido también la observación del ROSAT del fondo de radiación X de baja energía con un factor de resolución y sensibilidad entre 2 y 5 veces mayor.

Para obtener imágenes relacionadas con esta nota de prensa y seguir los progresos del proyecto Chandra visite el sitio web de Chandra en http://chandra.harvard.edu y http://chandra.nasa.gov

El instrumento ACIS fue construido para la NASA en el Instituto de Tecnología de Massachusetts, Cambridge, y por la Universidad del estado de Pennsylvania, University Park. El Centro de Vuelos Espaciales Marshall, de la NASA en Huntsville, Ala., gestiona el programa Chandra. TRW, Inc., Redondo Beach, Calif., es el contratista principal de la nave espacial. Las operaciones científicas y de vuelo las controla el Centro Smithsoniano de rayos X Chandra en Cambridge, Mass.