¿Pueden apantallarse los rayos X con... aire?

MOMENTOS DE REFLEXIÓN. Últimos suspiros antes de iniciar una temeraria cruzada al interior de la Tierra, a bordo de la acorazada nave Virgilio. La mayor Rebecca Childs y el doctor Josh Keyes, geofísico del equipo, matan la tensa espera ante uno de los inventos de éste: un dispositivo emisor de radiación capaz de franquear un grueso bloque de plomo sólido. Algo que ni la visión del mítico Superman es capaz de atravesar.

La escena pertenece al filme fantástico El núcleo (2003), dirigido por John Amiel, y constituye un magnífico preámbulo para tratar de los rayos X y de su apantallamiento. Podemos apantallar rayos X con plomo (basta recordar su uso al realizarse radiografías dentales), pero ¿puede emplearse aire a tal efecto? Se trata de una simple cuestión de grosor...

La atmósfera terrestre actúa como eficiente escudo protector ante gran número de radiaciones procedentes del espacio exterior. Así, podría decirse que la Tierra permanece aislada del universo excepto por un estrecho rango de frecuencias.

Sólo en el óptico o visible (de 4.000 a 8.000 angstroms, o lo que es lo mismo: de 4 a 8 diezmillonésimas de metro), la banda radio y algunas franjas estrechas del infrarrojo pueden detectarse desde nuestro planeta. Los telescopios terrestres (y el ojo humano) están ciegos al resto de las frecuencias.

Hasta el siglo XX, el rango correspondiente al visible era la única ventana accesible a los astrónomos terrestres para estudiar los cielos. Hacia los años 1930 y 1940, el auge del radar (impulsado por el necesario dominio de los cielos durante la II Guerra Mundial) supuso un trampolín para la radioastronomía; también la astronomía infrarroja entró en juego, merced a observatorios situados a gran altitud (la menor cantidad de vapor de agua en la atmósfera favorece el paso de la radiación infrarroja), para un estrecho margen de frecuencias.

Desde el ultravioleta extremo a los rayos gamma, la radiación resulta absorbida por la atmósfera (se requieren, de hecho, altitudes superiores a varias decenas de kilómetros para empezar a registrar dichas radiaciones). Por ello el nacimiento de la astronomía ultravioleta, X y gamma está estrechamente vinculada al desarrollo de globos atmosféricos y a la astronáutica y a los telescopios espaciales en particular.

El desarrollo de detectores de rayos X, capaces de soportar los rigores del lanzamiento y de la exposición al vacío, necesitó de técnicas revolucionarias y supuso todo un reto para los investigadores, deseosos de explorar nuevas ventanas para la astronomía. Un desafío que no fue necesariamente secundado por la mayoría de los astrónomos.

De hecho, hasta 1962 pocos creían en la existencia de objetos celestes capaces de emitir cantidades mesurables de radiación de alta energía, de forma que se daba poco crédito a los posibles logros de las primeras misiones espaciales. El hecho es que un fotón X tiene una energía varios miles de veces superior a la de un fotón óptico. Así, para producir fotones X (de origen térmico), la temperatura del cuerpo emisor debería ser del orden de miles de veces la de los cuerpos donde se generan los fotones de luz visible. Esto arrojaba una cifra de millones de grados... Algo impensable para la época.

Los primeros y tímidos intentos de explorar esta ventana arrancan con el uso de cohetes V2 capturados tras la II Guerra Mundial. A Herbert Friedman y colaboradores se debe el descubrimiento de la potente emisión UV y X del Sol. Sin embargo, fue el equipo liderado por Riccardo Giacconi quien, el 18 de junio de 1962, realizó la histórica primera detección de una intensa fuente cósmica de emisión de rayos X: Sco X-1, en la constelación del Escorpión.

Dicho descubrimiento inesperado de una fuente extrasolar supuso el nacimiento de la astronomía X (y valió a Giacconi el Premio Nobel de Física en 2002). Al descubrimiento de Sco X-1 siguieron otras fuentes X notables. En 1962, H. Gursky y colaboradores identificaron la nebulosa del Cangrejo, un conocido resto de supernova de nuestra galaxia. El uso esporádico de cohetes y globos dio paso al lanzamiento del primer satélite dedicado a observaciones en la banda X, el Uhuru (libertad, en suajili), puesto en órbita el 12 de diciembre de 1970, que contribuyó notablemente a esclarecer el origen y la naturaleza de las fuentes de rayos X.