Europa hará un nuevo telescopio de rayos X para estudiar agujeros negros

La Agencia Europea del Espacio ha aprobado también un futuro detector de ondas gravitacionales. Las dos misiones exigirán casi dos décadas de desarrollo y construcción.

Ilustración de una galaxia emitiendo materia por dos potentes chorros y con un agujero negro en el centro.
Ilustración de una galaxia emitiendo materia por dos potentes chorros y con un agujero negro en el centro. ESA/AOES Medialab

Un nuevo telescopio de rayos X para explorar el universo caliente y energético y un avanzado detector de ondas gravitacionales serán dos misiones científicas fundamentales de la Agencia Europea del Espacio (ESA) a medio plazo. Las dos áreas de investigación han recibido luz verde hoy, tras varios meses de selección entre 32 propuestas realizadas por la comunidad científica. El coste de cada una de estas misiones ronda los mil millones de euros.

“Ha sido difícil decidir qué temas científicos elegíamos entre todos los excelentes candidatos, pero creemos que las misiones de estudio del universo caliente y energético y de ondas gravitacionales desembocarán en descubrimientos de gran importancia en cosmología, astrofísica y en física en general”, ha declarado Catherine Cesarsky, presidenta del comité científico encargado de seleccionar las áreas de investigación de las futuras misiones europeas.

El telescopio de rayos X se lanzará hacia 2028 y su objetivo será responder a dos preguntas fundamentales: cómo y por qué se agregó la materia ordinaria en las galaxias y en los grupos de galaxias que vemos hoy en día y cómo crecen e influyen en su entorno los agujeros negros, explica la ESA. Aunque parece que hay mucho tiempo por delante hasta 2028, se trata de una misión muy compleja y el plan es empezar a trabajar inmediatamente: a principios del año próximo la agencia solicitará propuestas para desarrollar el futuro observatorio.

Xavier Barcons, científico del Instituto de Física de Cantabria, IFCA (CSIC - Universidad de Cantabria) es uno de los coordinadores de esta propuesta, denominada Telescopio Avanzado para Astrofísica de Altas energías (Athena, de sus siglas en inglés). “Después de casi 15 años de trabajo científico y cooperación alrededor de esta idea, es muy reconfortante ver que la ESA ha decidido que este sea el objetivo de su próxima misión científica”, ha declarado Barcons.

A pesar de que el cielo parece a simple vista estar poblado por estrellas, la mayoría de la materia ordinaria se encuentra en forma de gas tenue a temperaturas mucho más elevadas, invisible a los telescopios ópticos más potentes, explican los expertos del IFCA. En algunos lugares, este gas caliente se acumula formando las mayores estructuras coherentes del Universo: los cúmulos de galaxias. A las temperaturas de millones de grados a las que se encuentra, este gas emite radiación exclusivamente en rayos X y la clave para entender la formación y evolución de esas grandes estructuras cósmicas consiste en construir un gran observatorio que sea capaz de obtener imágenes ultrasensibles en esa banda.

Con un telescopio como Athena se podrá también escudriñar el universo en su infancia, en busca de los primeros agujeros negros supermasivos para verlos después crecer. La materia que alimenta los agujeros negros se pone incandescente antes de ser engullida para siempre, y emite rayos X de forma abundante. Se cree que la gigantesca cantidad de energía que se libera durante el crecimiento del agujero negro supermasivo que poseen las galaxias en su centro ha sido la responsable de regular e interrumpir la formación de estrellas en toda la galaxia. “Con un telescopio de rayos X como Athena conseguiremos realizar un censo completo de agujeros negros supermasivos en crecimiento y determinar con fiabilidad la energía que depositan en su entorno”, señala Francisco Carrera, del Instituto de Física de Cantabria.

“La obtención de imágenes en rayos X con el telescopio Athena supondrá un tremendo reto para el sensor de gran angular, pero la experiencia ya obtenida en misiones existentes nos da confianza en el diseño y desarrollo con éxito”, añade George Fraser, director del Centro de Investigación Espacial de la Universidad de Leicester (Reino Unido), miembro del consorcio Athena.

El detector de ondas gravitacionales irá al espacio después, en 2034, y la ESA pedirá propuestas también en 2014, pero más adelante. Los expertos que están preparando esta avanzada tecnología consideran que la misión de detección de ondas gravitatorias podría estar lista bastante antes de la fecha ahora fijada por la agencia europea. El objetivo será buscar arrugas en el espacio-tiempo generadas por objetos y procesos celestes de gran efecto gravitatorio, como la fusión de agujeros negros, según predice la teoría de la Relatividad General de Einstein. No se han detectado aún ondas gravitacionales directamente, pero se ha construido en tierra un gigantesco detector, Ligo, en EE UU, que se está poniendo a punto para lograrlo. Por sus efectos indirectos descubrieron ondas gravitatorias (en 1974) los radioastrónomos estadounidenses Joseph Taylor y Russell Hulse, que recibieron por ello el Premio Nobel de Física.

“La ESA tiene una trayectoria muy notable de desarrollo de observatorios espaciales de vanguardia que han revolucionado nuestro conocimiento de cómo nacieron las estrellas y las galaxias y cómo evolucionaron”, ha declarado Álvaro Giménez, director de ciencia y exploración robótica de la agencia. “Al meternos en estos nuevos temas, continuaremos empujando las fronteras del conocimiento para desvelar los misterios del universo invisible”.

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