La sonda Einstein Probe, lista para monitorizar el cielo en rayos X
- Las primeras imágenes de Einstein Probe ilustran el potencial del satélite y muestran que su novedosa óptica, que imita los ojos de una langosta, está lista para monitorizar el cielo en rayos X
- El telescopio espacial de rayos X ha capturado de cerca algunos objetos celestes conocidos, una muestra de lo que es capaz de hacer la misión
- El IEEC y el Instituto de Ciencias del Espacio están muy implicados en la misión a través de la participación de la investigadora Nanda Rea en el comité de gestión científica de la misma
Leyenda: Una imagen del remanente de supernova Puppis A en rayos X, tomada como parte de la campaña de prueba y calibración de la sonda Einstein. Puppis A es el remanente de una explosión de supernova que ocurrió hace 4000 años. El punto brillante en el centro es la estrella remanente. La estructura en forma de nube que la rodea proviene del material caliente generado y expulsado durante la supernova. El Follow-up X-ray Telescope (FXT) de la sonda Einstein Probe capturó esta imagen. FXT también entregó un espectro de la fuente que rastrea la distribución de energía de su luz. Esto permite al equipo descubrir cuáles son los elementos presentes en este remanente de supernova.
Créditos: Academia China de Ciencias.
Lanzada el 9 de enero de 2024, la sonda Einstein de la Academia China de las Ciencias (CAS, por sus siglas en inglés) se une a los telescopios XMM-Newton de la Agencia Espacial Europea (ESA) y al XRISM de JAXA en su búsqueda para descubrir el universo en rayos X. La misión es una colaboración liderada por CAS con la ESA, el Instituto Max Planck de Física Extraterrestre (MPE), Alemania, y el Centro Nacional de Estudios Espaciales (CNES), Francia.
En los meses transcurridos desde el despegue, el equipo de operaciones de la misión ha estado realizando las pruebas necesarias para confirmar la funcionalidad de la sonda y calibrando los instrumentos científicos. Durante esta fase crucial, la sonda Einstein Probe capturó datos científicos de varias fuentes de rayos X.
Estas imágenes de primera luz demuestran la extraordinaria capacidad de los dos instrumentos científicos de la sonda Einstein Probe. El Wide-field X-ray Telescope (WXT) puede observar un panorama de casi una onceava parte de la esfera celeste en una sola instantánea, mientras que el FXT, más sensible, ofrece primeros planos y puede localizar imágenes de eventos efímeros captados por el telescopio WXT.
«Estoy encantada de ver las primeras observaciones de la sonda Einstein Probe, que muestran la capacidad de la misión para estudiar amplias extensiones del cielo en rayos X y descubrir rápidamente nuevas fuentes celestes», afirma la profesora Carole Mundell, directora de Ciencia de la ESA. «Estos primeros datos nos dan una visión prometedora del universo dinámico de alta energía que pronto estará al alcance de nuestras comunidades científicas. Felicitaciones a los equipos de ciencia e ingeniería de CAS, MPE, CNES y ESA por su duro trabajo para alcanzar este importante hito».
La capacidad de la misión para detectar rápidamente nuevas fuentes de rayos X y monitorizar cómo cambian con el tiempo es fundamental para mejorar nuestra comprensión de los procesos más energéticos del cosmos. Fuertes rayos X atraviesan el universo cuando las estrellas de neutrones colisionan, las supernovas explotan y la materia es devorada por agujeros negros o expulsada desde los campos magnéticos que los envuelven.
La profesora Nanda Rea, investigadora del Institut d’Estudis Espacials de Catalunya (IEEC) en el Instituto de Ciencias del Espacio (ICE-CSIC), es miembro del equipo científico de la sonda Einstein Probe de la ESA, presidenta del panel temático científico sobre objetos compactos (que estudia estrellas de neutrones, agujeros negros, enanas blancas, sus entornos y poblaciones galácticas), así como parte del comité de gestión científica de Einstein Probe, que determina la política científica de la misión. Además, los investigadores postdoctorales del IEEC en el ICE-CSIC, el Dr. Francesco Coti Zelati y el Dr. Alessio Marino, también participan como miembros asociados del panel temático científico sobre objetos compactos.
«La sonda Einstein no solo será la perfecta ‘cazadora’ de nuevas fuentes transitorias de rayos X sino que, dado su gran campo de visión sin precedentes, también permitirá una caracterización sistemática de las propiedades de rayos X de fuentes ubicadas en áreas del cielo como nunca antes se había observado. El potencial para nuevos descubrimientos apasionantes es enorme», afirma Francesco Coti Zelati.
Leyenda: Esta vista panorámica de nuestra Vía Láctea en rayos X se tomó como parte de la campaña de calibración y prueba de la sonda Einstein Probe en el espacio. Durante esta observación de prueba que duró más de 11 horas, el satélite detectó varios objetos celestes que generan rayos X. Cada objeto se captura como una cruz violeta debido a la forma en que funciona la novedosa óptica de ojo de langosta de la nave espacial. Las observaciones de rayos X se muestran encima de una imagen óptica de la Vía Láctea creada por los telescopios terrestres del Observatorio Europeo Austral.
Créditos: EPSC, NAO/CAS; DSS; ESO.
Monitorizando el universo con ojos de langosta
El instrumento WXT de Einstein Probe consta de doce módulos que presentan la novedosa tecnología de ojo de langosta que fue probada en vuelo en 2022 por el demostrador tecnológico LEIA (Lobster Eye Imager for Astronomy). Los doce módulos proporcionan un campo de visión de más de 3600 grados cuadrados, lo que permite a la sonda Einstein Probe monitorizar todo el cielo nocturno en solo tres órbitas.
«Con su ‘vista’ sin precedentes, el WXT de Einstein Probe captará todo tipo de explosiones cósmicas en el cielo mientras vigila las fuentes astronómicas conocidas en busca de cualquier signo inesperado de actividad. Es un punto de inflexión para la astronomía moderna», añade Alessio Marino.
Durante sus primeros meses en el espacio, el WXT comenzó a observar el cielo en rayos X. Las detecciones de objetos energéticos parecen un signo luminoso debido a la forma en que funciona la novedosa óptica de ojo de langosta del instrumento. La primera fuente transitoria de rayos X, un objeto astronómico que no brilla continuamente sino que aparece y se desvanece nuevamente, fue descubierta el 19 de febrero. Este candidato a estallido de rayos gamma duró 100 segundos. Einstein Probe descubrió otras 14 fuentes temporales de rayos X y también capturó con rayos X 127 estrellas fulgurantes.
Durante la misión, los hallazgos del instrumento de amplio campo guiarán a varios telescopios terrestres y espaciales para realizar observaciones de seguimiento en múltiples bandas de longitud de onda. También se pueden obtener observaciones de seguimiento de rayos X utilizando el instrumento FXT del satélite.
Observaciones de seguimiento rápido
El instrumento FXT de Einstein Probe tiene un conjunto de dos telescopios de rayos X para estudios detallados de objetos y eventos que emiten rayos X. Durante los últimos meses, FXT ha demostrado ser un instrumento confiable para observar una variedad de fuentes de rayos X. Las primeras imágenes muestran de cerca un remanente de supernova, una galaxia elíptica, un cúmulo globular y una nebulosa.
Sorprendentemente, el FXT ya realizó una observación de seguimiento de un evento de rayos X detectado por el WXT el 20 de marzo de 2024.
«Es sorprendente que, aunque los instrumentos aún no estaban completamente calibrados, ya pudimos realizar una observación de seguimiento en un momento crítico de un transitorio rápido de rayos X utilizando el instrumento FXT, detectado previamente por el WXT», explica el Dr. Erik Kuulkers, Científico Principal del proyecto de la sonda Einstein de la ESA. «Muestra de lo que será capaz la sonda Einstein durante su cartografiado».
¿Qué será lo siguiente?
En los próximos meses, la sonda Einstein continuará realizando actividades de calibración en órbita antes de comenzar sus observaciones científicas rutinarias a mediados de junio. Durante la misión de tres años, el satélite orbitará la Tierra a una altura de 600 km y mantendrá sus ojos en el cielo en busca de eventos transitorios de rayos X. Utilizando el telescopio de seguimiento FXT, la misión observará más profundamente los eventos recién detectados y otros objetos interesantes conocidos.
Leyenda: Omega Centauri es el cúmulo más grande de la Vía Láctea, con una masa un millón de veces la de nuestro Sol. Durante los primeros meses de Einstein Probe en el espacio, las observaciones del conocido cúmulo ayudaron a probar y calibrar la calidad de las imágenes del satélite. Los sistemas binarios que comprenden una estrella con un agujero negro o una estrella de neutrones generan rayos X cuando el material de la estrella cae sobre su compañera pesada. Muchos de estos sistemas consideran que Omega Centauri es su hogar, lo que lo hace brillar intensamente con luz de rayos X. El Follow-Up X-ray Telescope de la Sonda Einstein observó la estructura y la región central del cúmulo globular.
Créditos: Academia China de las Ciencias.
«Ahora estamos en un momento dorado para desvelar la física que gobierna los objetos transitorios de alta energía en el cielo. Tener datos privilegiados de la misión Einstein Probe permitirá a nuestro grupo tener una fuerte ventaja en los grandes descubrimientos que esperamos en los próximos años», afirma Nanda Rea.
La capacidad de Einstein Probe es altamente complementaria a los estudios en profundidad de fuentes cósmicas individuales que permiten los telescopios XMM-Newton y XRISM. Su estudio es fundamental para preparar las observaciones de rayos X de la futura misión NewAthena de la ESA, actualmente en estudio y que será el observatorio de rayos X más grande jamás construido.
Nota de prensa realizada en colaboración con el Instituto de Ciencias del Espacio.
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