XRISM es una misión de colaboración entre Japón, la NASA y la Agencia Espacial Europea (ESA), y sus instrumentos avanzados revolucionarán la astronomía de rayos X, proporcionando información sin precedentes sobre las estructuras más calientes y masivas del universo. El observatorio XRISM (Misión de Espectroscopía e Imágenes de Rayos X), liderado por Japón, ha publicado por primera vez los datos sin precedentes que recopilará cuando comience sus operaciones científicas a finales de este año.
El equipo científico del satélite publicó instantáneas de un cúmulo de galaxias formado por cientos de galaxias, así como un espectro de restos estelares en una galaxia cercana, brindando a los científicos una visión detallada de su composición química.
Detalles de la misión XRISM
"XRISM brindará a la comunidad científica internacional nuevas oportunidades para observar el cielo oculto de rayos X", dijo Richard Kelley, investigador principal estadounidense de XRISM en el Centro de Vuelos Espaciales Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland. "No sólo podremos ver imágenes de rayos X de estas fuentes, sino que también podremos estudiar su composición, movimiento y estado físico".
XRISM (pronunciado "crism") está dirigido por la Agencia de Exploración Aeroespacial de Japón (JAXA) en colaboración con la Administración Nacional de Aeronáutica y del Espacio (NASA), con contribuciones de la Agencia Espacial Europea (ESA). Se lanzará el 6 de septiembre de 2023.
Está diseñado para detectar rayos X con energías de hasta 12.000 electronvoltios y estudiará las regiones más calientes, las estructuras más grandes y los objetos con la gravedad más fuerte del universo. En comparación, la luz visible tiene una energía de 2 a 3 electronvoltios.
Instrumentos y primeros resultados.
La misión tiene dos instrumentos, Resolve y Xtend, cada uno ubicado en el foco de un conjunto de espejo de rayos X diseñado y construido por Goddard.
"Resolve" es un espectrómetro microcalorímetro desarrollado conjuntamente por la NASA y la Agencia de Exploración Aeroespacial de Japón. Funciona en un recipiente de helio líquido del tamaño de un refrigerador a temperaturas de sólo una fracción de grado por encima del cero absoluto.
Cuando los rayos X alcanzan el detector de 6 × 6 píxeles de Resolve, el dispositivo se calienta y la cantidad de aumento de temperatura está relacionada con la energía de los rayos X. Al medir la energía de cada rayo X, el instrumento puede proporcionar información que antes no se podía obtener sobre la fuente del rayo.
El equipo de trabajo utilizó "Resolve" para estudiar N132D. N132D es un remanente de supernova y una de las fuentes de rayos X más brillantes de la Gran Nube de Magallanes. Se estima que el remanente en expansión tiene unos 3.000 años y se creó cuando una estrella de unas 15 veces la masa del Sol se quedó sin combustible, colapsó y explotó.
El espectro "resuelto" muestra picos asociados con silicio, azufre, calcio, argón y hierro. Es el espectro de rayos X más detallado de este objeto jamás obtenido, lo que demuestra la increíble ciencia que logrará la misión cuando comience a operar normalmente a finales de 2024.
"Estos elementos se formaron en la estrella original y luego fueron expulsados cuando explotó como una supernova", dijo Brian Williams, científico del proyecto XRISM de la NASA en Goddard. "Resolve nos permitirá ver la forma de estas líneas como nunca antes, permitiéndonos determinar no sólo la abundancia de varios elementos, sino también sus temperaturas, densidades y direcciones de movimiento con una precisión sin precedentes. A partir de esto, podremos reunir información sobre la estrella original y la explosión".
El segundo instrumento de XRISM, Xtend, es un generador de imágenes de rayos X desarrollado por JAXA. Proporciona a XRISM un gran campo de visión, lo que le permite observar un área aproximadamente un 60% más grande que el área aparente promedio de la luna llena.
Xtend capturó una imagen de rayos X de Abell 2319, un rico cúmulo de galaxias ubicado a unos 770 millones de años luz de distancia en la constelación norteña de Cygnus. Es el quinto cúmulo de galaxias de rayos X más brillante del cielo y actualmente está atravesando un importante evento de fusión.
El cúmulo de galaxias tiene 3 millones de años luz de diámetro y es lo más destacado del amplio campo de visión de Xtend.
Retos técnicos y planes de futuro
"Incluso antes de que se completara el proceso de puesta en servicio, Resolve superó nuestras expectativas", dijo Lillian Reichenthal, directora del programa XRISM en NASA Goddard. "Nuestro objetivo era lograr 7 electronvoltios de resolución espectral con el instrumento, pero ahora que está en órbita, estamos logrando 5 electronvoltios de resolución. Esto significa que obtendremos un mapa químico más detallado con cada espectro capturado por XRISM".
A pesar de los problemas con la puerta de apertura de la sonda Resolve, todavía funciona bien y ya está realizando interesantes investigaciones científicas. La puerta fue diseñada para proteger el detector antes del lanzamiento, pero no logró abrirse según lo planeado después de múltiples intentos. La puerta bloquea los rayos X de baja energía, interrumpiendo efectivamente la misión a 1.700 electronvoltios, en comparación con los 300 electronvoltios previstos. El equipo de XRISM continuará explorando esta anomalía y está trabajando en diferentes formas de abrir esta puerta. Los instrumentos Xtend no se ven afectados.
El Centro de Observación General XRISM de la NASA en Goddard está aceptando propuestas de observación de miembros de agencias estadounidenses y canadienses hasta el jueves 4 de abril. El ciclo 1 de la encuesta de observadores generales XRISM comenzará en el verano de 2024.
XRISM es una misión de colaboración entre la Agencia de Exploración Aeroespacial de Japón (JAXA) y la Administración Nacional de Aeronáutica y del Espacio (NASA), en la que también participa la ESA. La contribución de la NASA incluye la participación científica de la Agencia Espacial Canadiense.
Fuente compilada: ScitechDaily