La sonda Einstein Probe explorará el cielo en busca de eventos transitorios extremos de rayos X

La sonda Einstein Probe liderada por la Academia China de las Ciencias (CAS, por sus siglas en inglés) ha sido lanzada hoy, 9 de enero de 2024, a las 08:03 CET en un cohete Chang Zheng desde el Centro de Lanzamiento de Satélites de Xichang, en China, para explorar el cielo en busca de estallidos de rayos X procedentes de objetos astronómicos como estrellas de neutrones y agujeros negros. El proyecto es una colaboración de la CAS, con la Agencia Espacial Europea (ESA) y el Instituto Max Planck de física extraterrestre (MPE), en la que participa el Instituto de Ciencias del Espacio (ICE-CSIC) y el Instituto de Estudios Espaciales de Cataluña (IEEC). 

La misión detectará destellos de alta energía de eventos cósmicos cataclísmicos, lo que incluye eventos de disrupción de marea o TDE (estrellas separadas por agujeros negros supermasivos), supernovas, estrellas de neutrones y agujeros negros, y contrapartidas electromagnéticas de alta energía de eventos de ondas gravitacionales.

Equipada con dos instrumentos de rayos X de nueva generación de alta sensibilidad y un gran campo de visión, la sonda Einstein Probe ayudará a resolver preguntas como: ¿Cuán comunes son los agujeros negros y cómo tragan materia? ¿Qué tipo de eventos producen las ondas gravitacionales? ¿Qué sucede cuando una estrella explota y se convierte en supernova?

La emisión de rayos X procedente de objetos astronómicos es muy impredecible. Sin embargo, contienen información fundamental sobre estos. Los rayos X se asocian a colisiones entre estrellas de neutrones, explosiones de supernova, materia que cae sobre agujeros negros o estrellas hiperdensas, o partículas de alta energía expulsadas de los discos de material incandescente que rodean a estos misteriosos objetos.

La profesora de investigación Nanda Rea del ICE-CSIC y del IEEC es miembro del equipo científico de la sonda Einstein Probe de la ESA, presidenta del Panel Científico sobre Objetos Compactos —que estudia estrellas de neutrones, agujeros negros, enanas blancas, sus entornos y poblaciones galácticas—, así como parte del Comité de Gestión de la sonda, que determina la política científica de la misión. Además, los investigadores postdoctorales del ICE-CSIC y del IEEC Francesco Coti Zelati y Alessio Marino, también están involucrados como miembros asociados del Panel Científico sobre Objetos Compactos.

“Cada día se descubrirán nuevos destellos de alta energía en tiempo real, como fusiones de binarias compactas, supernovas, agujeros negros y estrellas de neutrones, magnetares, etc. Esto nos permitirá tener una visión única de las primeras fases de los eventos más extremos del universo”, afirma Nanda Rea. A cambio de contribuir al desarrollo de esta misión y a la definición de sus objetivos científicos, la ESA tendrá acceso al 10% de los datos generados por las observaciones de la sonda.

Óptica inspirada en los ojos de las langostas 

La sonda Einstein Probe mejorará nuestra comprensión de estos eventos cósmicos mediante el descubrimiento de nuevas fuentes de rayos X y el seguimiento de la variabilidad de los objetos que emiten en rayos X en todo el cielo.  Para ello, la misión utiliza un tipo novedoso de óptica, inspirada en los ojos de las langostas, que permite alcanzar un gran campo de visión. En tres órbitas alrededor de la Tierra, la sonda Einstein Probe es capaz de observar casi todo el cielo nocturno. Esto la diferencia de otras misiones espaciales de la ESA, como XRISM y Athena –en la que también están involucrados el ICE-CSIC y el IEEC–, que tienen una resolución espectral y espacial más alta, pero un campo de visión limitado. 

Para lograr sus objetivos científicos, la sonda Einstein Probe está equipada con una nueva generación de instrumentos de alta sensibilidad capaces de observar amplias áreas del cielo: el telescopio de rayos X de campo amplio WXT (Wide-field X-ray telescope) y el telescopio de rayos X de seguimiento FXT (Follow-up X-ray Telescope).

El instrumento WXT consta de 12 módulos que crean en conjunto una vista de 3600 grados cuadrados, gracias a una tecnología inspirada en los ojos de las langostas. Estos están formados por poros cuadrados paralelos dispuestos sobre una esfera que reflejan la luz hacia un centro esférico. Cientos de miles de tubos cuadrados guían los rayos X hasta un detector de luz CMOS. 

En cambio, el instrumento FXT se compone de dos unidades idénticas, con un campo de visión más pequeño, pero de mayor sensibilidad. El módulo de espejo consta de 54 carcasas recubiertas de oro. El FXT es una gran herramienta para realizar un seguimiento rápido de los destellos de rayos X detectados por el WXT, ya que tiene un poder de captación de la luz mucho mayor y una resolución mucho mayor.

Después de un periodo de verificación y calibración (de 4 a 5 meses), en el que los miembros del ICE-CSIC y del IEEC estarán altamente involucrados para preparar las primeras publicaciones científicas, la sonda Einstein Probe comenzará a publicar las posiciones de nuevos eventos transitorios de alta energía, con el fin de permitir seguimientos multibanda.

Jorge Rivero y Alba Calejero / ICE CSIC Comunicación

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