Europa se prepara para escudriñar el universo violento en rayos X
Cuando los astrónomos accedieron al espacio con observatorios en órbita, hace algo más de tres décadas, divisaron un universo jamás visto hasta entonces porque los fenómenos cósmicos que emiten radiaciones que la atmosfera intercepta no se pueden ver desde la superficie terrestre. Una de esas radiaciones son los rayos X, de los que el aire nos protege. Las imágenes de un mismo trozo de cielo captado con una cámara visible y con una de rayos X son asombrosamente diferentes: lo que en una aparece no está en la otra, o se vislumbran rasgos que exigen una interpretación cuidadosa para apreciar que allí están los mismos objetos emitiendo en diferentes longitudes de onda. Algunas de esas imágenes de marcadas diferencias fueron mostradas la semana pasada en Madrid por Robert Lainé, director del proyecto XMM, un enorme satélite observatorio de rayos X que la Agencia Europea del Espacio (ESA) lanzará en 1999 con un cohete Ariane5."Es el vehículo espacial más grande y más poderoso jamás construido en Europa", explicó Lainé. Su visita a Madrid, a la estación de seguimiento de satélites de la ESA en Villafranca de Castillo, se debe a la implicación de España en este programa. Por un lado esa estación será el centro científico del telescopio que, aunque de momento se ha aprobado financieramente sólo para dos años, puede prolongar su vida útil hasta diez. Por otro, la participación de la industria española en el desarrollo y construcción del XMM es muy destacada: un 10%, según explicó Lainé, mientras que la contribución española al programa científico de la ESA es de un 7,2%. Además, astrofísicos españoles colaboran en el proyecto.
Fenómenos calientes
¿Por qué rayos X? ¿Qué sucede en rayos X ahí fuera para crear tanta expectación este telescopio? La astrofísica de esta frecuencia se ocupa de los fenómenos del universo altamente energéticos, violentos, muy calientes (de millones de grados) generados en condiciones físicas extremas. Son, por ejemplo, remanentes de explosiones de supernova que emiten rayos X durante miles de años tras la debacle del astro. También se distingue en esta longitud de onda el comportamiento de vampiro de núcleos muy compactos de estrellas muertas, casi agujeros negros, que chupan gas de astros compañeros y lo calientan hasta tales temperaturas que emiten en esta frecuencia.Por supuesto, las coronas incandescentes de los astros, que generan rayos X, merecerán la atención del nuevo observatorio para desvelar qué procesos físicos intervienen en el calentamiento del plasma, en la estructura de la corona y demás. Los núcleos de galaxias activas y los agujeros negros también manifiestan su presencia en este rango de emisión altamente energético. Asimismo, el medio intergaláctico en algunos conjuntos de galaxias produce rayos X.
El XMM escudriñará el universo lejano. Sus cámaras podrán ser apuntadas durante horas a un objeto distante, de luminosidad muy débil, y hacer observaciones muy prolongadas acumulando lentamente fotones -partículas de luz- hasta integrar una imagen completa de la fuente.
Esta alta sensibilidad permitirá a los astrofósicos estudiar objetos del cosmos muy profundo, cuásares y galaxias en formación que están a 10.000 millones de años luz de distancia.
El primer satélite de rayos X, los primeros ojos que miraron esa faceta hasta entonces desconocida del universo, fue el estadounidense Uhuru, que descubrió 300 fuentes de rayos X en los años setenta, resumió Lainé. En la década siguiente, el Exosat de la ESA y el HEAO-I de EEUU mejoraron la resolución de los detectores y vieron un millar de fuentes; el Rosat alemán y el SAX italiano, en funcionamiento, llegarán a 100.000 objetos. "El XMM elevará el censo de fuentes de rayos X a un millón en diez años", aseguró Lainé.
El observatorio estará en una órbita terrestre muy elíptica y excéntrica con perigeo de 7.000 kilómetros y apogeo de 114.000 kilómetros. Así, disfrutará durante 36 horas de observación en cada órbita -de 48 horas- fuera de los cinturones de radiación que rodean a la Tierra y que interferirían en el funcionamiento óptimo de los detectores.
El diseño y construcción del XMM ha sido todo un reto para los científicos y la industria europea. Sobre todo los tres bloques de espejos del telescopio, cada uno de 90 centímetros de altura y 70 de diámetro, hechos de decenas de capas finísimas acopladas concéntricamente, han exigido desarrollos tecnológicos que hace pocos años no se sabía como abordar.
Tres cámaras
En un extremo del cilindro, de 11 metros de longitud total, van colocados las tres cámaras de alta sensibilidad, los dos espectrómetros y el telescopio óptico que integran el equipamiento científico del XMM. "La estación de Villafranca se encargará del control de los instrumentos científicos del XMM, de la elaboración de los planes de observación y de los datos astronómicos, mientras que del control del satélite se ocupará ESOC [el centro de operaciones de la ESA, en Alemania]", explicó Valeriano Claros, director de Villafranca. Así este satélite astronómico será muy español, como lo han sido antes el observatorio espacial de ultravioleta IUE y el de infrarrojos ISO, programas científicos clave de la ESA operados desde la estación de Madrid.Pero además, está la destacada contribución industrial española. La empresa CASA ha hecho la estructura del módulo de servicios (donde van los instrumentos del telescopio) y elementos del control térmico, "cosas esenciales para la salud y las prestaciones correctas del observatorio", comentó Lainé. Crisa ha desarrollado y fabricado una computadora clave del sistema de actitud y control de órbita, y Sener ha hecho las tapas de los espejos y dispositivos priotécnicos críticos para abrir estas piezas, una vez esté el XMM en órbita, y para desplegar los planeles solares. Alcatel aporta dispositivos electrónicos, desarrollos informáticos y transpondedores.
El XMM ya está montado y los especialistas han empezado a revisar y comprobar todos los sistemas y equipos. El lanzamiento está previsto para agosto de 1999. El coste del satélite asciende a 200 millones de euros y el total a 600 millones.
