UNIVERSIDAD DE CANTABRIA

La selecciona el tema científico para su próxima gran misión espacial el propuesto un equipo internacional, entre cuyos coordinadores se encuentra el investigador , del

El Comité del Programa Científico de la ESA () acaba de decidir que el tema científico que abordará su próxima gran misión espacial, cuyo lanzamiento se espera en 2028, será “El caliente y energético”. El tema lo propuso un amplio equipo internacional, entre cuyos coordinadores se encuentra Xavier Barcons, del (centro mixto del CSIC y la Universidad de Cantabria). Realizada la selección, el mismo equipo está ya trabajando para elaborar un concepto de misión espacial capaz de abordar las cuestiones más candentes en astrofísica dentro de este tema. El telescopio avanzado para astrofísica de altas energías (Athena, de sus siglas en inglés) proporcionará la resolución angular, área colectora, resolución espectral, sensitividad y capacidad de rastreo necesarios para revolucionar nuestra visión del Universo caliente y energético.

¿De qué forma se agrupó la materia ordinaria para formar las estructuras a gran escala que vemos en el Universo actual? ¿Cómo han crecido los agujeros negros gigantes a lo largo de la historia cósmica y han moldeado el Universo? Éstas son algunas de las preguntas más importantes de la astronomía moderna a las que la próxima gran misión científica de la ESA dará respuesta.

Barcons ha declarado que “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”. La colaboración Athena, que presentó un Libro Blanco proponiendo este tema científico, “está compuesta por un impresionante grupo de más de 200 científicos, con el apoyo de otro millar de investigadores. Ahora debemos seguir trabajando para definir en detalle cómo debe ser el observatorio astronómico de rayos X que necesitamos para entender el Universo caliente y energético”.

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. 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 la banda de rayos X. 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 rayos X, así como analizarlos espectroscópicamente. Con esa información en la mano, se podrá realizar una completa tomografía de esos grandes depósitos de gas caliente existentes en el Universo remoto que son los cúmulos de galaxias, mostrando las corrientes de gas, las turbulencias que se generan y también cuándo y dónde se crearon los elementos químicos más pesados.

Con un telescopio como Athena se podrá también escudriñar el Universo en su más tierna infancia, en busca de los primeros agujeros negros supermasivos, millones de veces más masivos que el Sol, 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”, explica Francisco Carrera del Instituto de Fisica de Cantabria, y que ha liderado un estudio detallado sobre este tema dentro del consorcio Athena.

Pero un observatorio como Athena llevará a una auténtica revolución a todas las esquinas de la investigación astrofísica: desde el viento solar, hasta el origen de los enigmáticos estallidos cósmicos de rayos gamma, pasando por las Supernovas y los restos que dejan en el medio interestelar, o las estrellas binarias en acreción. “Los vientos que se generan alrededor de los agujeros negros o las estrellas de neutrones son el testimonio de los efectos devastadores que produce su gigantesco campo gravitatorio en sus estrellas compañeras; con Athena podremos estudiar en detalle las condiciones físicas que ocurren en esos entornos extremos” señala José Miguel Torrejón de la Universidad de Alicante, también participante en la propuesta.

En España existe un gran interés científico por este tema, extendido por Universidades y centros de investigación, particularmente en el CSIC. Además, un consorcio de centros del CSIC (IMM, ICMA, ICMAB e IFCA) está desarrollando calorímetros criogénicos basados en superconductores, como detectores de rayos X, esenciales para un observatorio como Athena. Se espera que la decisión de la ESA genere interés en multitud de aspectos tecnológicos alrededor de esta misión.

En el horizonte de 2028, Europa contará con una impresionante batería de observatorios astronómicos, tanto en tierra como en el espacio, que barrerá todo el espectro electromagnético, entre otros ALMA en ondas milimétricas y sub-milimétricas, la misión espacial JWST (NASA/ESA) en el infrarrojo cercano y el telescopio extremadamente grande (E-ELT) de ESO en el óptico e infrarrojo. Con la decisión adoptada por la ESA, la familia se completará con un gran observatorio de rayos X en 2028, abriendo una oportunidad sin precedentes para estudiar el Universo en todas sus facetas.

Página del consorcio Athena+: http://www.the-athena-x-ray-observatory.eu/
Libro blanco sobre El Universo Caliente y energético (en inglés): http://arxiv.org/abs/1306.2307