Europa se prepara para escudri?ar el universo violento en rayos X

Cuando los astr¨®nomos accedieron al espacio con observatorios en ¨®rbita, hace algo m¨¢s de tres d¨¦cadas, divisaron un universo jam¨¢s visto hasta entonces porque los fen¨®menos c¨®smicos que emiten radiaciones que la atmosfera intercepta no se pueden ver desde la superficie terrestre. Una de esas radiaciones son los rayos X, de los que el aire nos protege. Las im¨¢genes de un mismo trozo de cielo captado con una c¨¢mara visible y con una de rayos X son asombrosamente diferentes: lo que en una aparece no est¨¢ en la otra, o se vislumbran rasgos que exigen una interpretaci¨®n cuidadosa para apreciar que all¨ª est¨¢n los mismos objetos emitiendo en diferentes longitudes de onda. Algunas de esas im¨¢genes de marcadas diferencias fueron mostradas la semana pasada en Madrid por Robert Lain¨¦, director del proyecto XMM, un enorme sat¨¦lite observatorio de rayos X que la Agencia Europea del Espacio (ESA) lanzar¨¢ en 1999 con un cohete Ariane5."Es el veh¨ªculo espacial m¨¢s grande y m¨¢s poderoso jam¨¢s construido en Europa", explic¨® Lain¨¦. Su visita a Madrid, a la estaci¨®n de seguimiento de sat¨¦lites de la ESA en Villafranca de Castillo, se debe a la implicaci¨®n de Espa?a en este programa. Por un lado esa estaci¨®n ser¨¢ el centro cient¨ªfico del telescopio que, aunque de momento se ha aprobado financieramente s¨®lo para dos a?os, puede prolongar su vida ¨²til hasta diez. Por otro, la participaci¨®n de la industria espa?ola en el desarrollo y construcci¨®n del XMM es muy destacada: un 10%, seg¨²n explic¨® Lain¨¦, mientras que la contribuci¨®n espa?ola al programa cient¨ªfico de la ESA es de un 7,2%. Adem¨¢s, astrof¨ªsicos espa?oles colaboran en el proyecto.

Fen¨®menos calientes

?Por qu¨¦ rayos X? ?Qu¨¦ sucede en rayos X ah¨ª fuera para crear tanta expectaci¨®n este telescopio? La astrof¨ªsica de esta frecuencia se ocupa de los fen¨®menos del universo altamente energ¨¦ticos, violentos, muy calientes (de millones de grados) generados en condiciones f¨ªsicas extremas. Son, por ejemplo, remanentes de explosiones de supernova que emiten rayos X durante miles de a?os tras la debacle del astro. Tambi¨¦n se distingue en esta longitud de onda el comportamiento de vampiro de n¨²cleos muy compactos de estrellas muertas, casi agujeros negros, que chupan gas de astros compa?eros y lo calientan hasta tales temperaturas que emiten en esta frecuencia.Por supuesto, las coronas incandescentes de los astros, que generan rayos X, merecer¨¢n la atenci¨®n del nuevo observatorio para desvelar qu¨¦ procesos f¨ªsicos intervienen en el calentamiento del plasma, en la estructura de la corona y dem¨¢s. Los n¨²cleos de galaxias activas y los agujeros negros tambi¨¦n manifiestan su presencia en este rango de emisi¨®n altamente energ¨¦tico. Asimismo, el medio intergal¨¢ctico en algunos conjuntos de galaxias produce rayos X.

El XMM escudri?ar¨¢ el universo lejano. Sus c¨¢maras podr¨¢n ser apuntadas durante horas a un objeto distante, de luminosidad muy d¨¦bil, y hacer observaciones muy prolongadas acumulando lentamente fotones -part¨ªculas de luz- hasta integrar una imagen completa de la fuente.

Esta alta sensibilidad permitir¨¢ a los astrof¨®sicos estudiar objetos del cosmos muy profundo, cu¨¢sares y galaxias en formaci¨®n que est¨¢n a 10.000 millones de a?os luz de distancia.

El primer sat¨¦lite de rayos X, los primeros ojos que miraron esa faceta hasta entonces desconocida del universo, fue el estadounidense Uhuru, que descubri¨® 300 fuentes de rayos X en los a?os setenta, resumi¨® Lain¨¦. En la d¨¦cada siguiente, el Exosat de la ESA y el HEAO-I de EEUU mejoraron la resoluci¨®n de los detectores y vieron un millar de fuentes; el Rosat alem¨¢n y el SAX italiano, en funcionamiento, llegar¨¢n a 100.000 objetos. "El XMM elevar¨¢ el censo de fuentes de rayos X a un mill¨®n en diez a?os", asegur¨® Lain¨¦.

El observatorio estar¨¢ en una ¨®rbita terrestre muy el¨ªptica y exc¨¦ntrica con perigeo de 7.000 kil¨®metros y apogeo de 114.000 kil¨®metros. As¨ª, disfrutar¨¢ durante 36 horas de observaci¨®n en cada ¨®rbita -de 48 horas- fuera de los cinturones de radiaci¨®n que rodean a la Tierra y que interferir¨ªan en el funcionamiento ¨®ptimo de los detectores.

El dise?o y construcci¨®n del XMM ha sido todo un reto para los cient¨ªficos y la industria europea. Sobre todo los tres bloques de espejos del telescopio, cada uno de 90 cent¨ªmetros de altura y 70 de di¨¢metro, hechos de decenas de capas fin¨ªsimas acopladas conc¨¦ntricamente, han exigido desarrollos tecnol¨®gicos que hace pocos a?os no se sab¨ªa como abordar.

Tres c¨¢maras

En un extremo del cilindro, de 11 metros de longitud total, van colocados las tres c¨¢maras de alta sensibilidad, los dos espectr¨®metros y el telescopio ¨®ptico que integran el equipamiento cient¨ªfico del XMM. "La estaci¨®n de Villafranca se encargar¨¢ del control de los instrumentos cient¨ªficos del XMM, de la elaboraci¨®n de los planes de observaci¨®n y de los datos astron¨®micos, mientras que del control del sat¨¦lite se ocupar¨¢ ESOC [el centro de operaciones de la ESA, en Alemania]", explic¨® Valeriano Claros, director de Villafranca. As¨ª este sat¨¦lite astron¨®mico ser¨¢ muy espa?ol, como lo han sido antes el observatorio espacial de ultravioleta IUE y el de infrarrojos ISO, programas cient¨ªficos clave de la ESA operados desde la estaci¨®n de Madrid.Pero adem¨¢s, est¨¢ la destacada contribuci¨®n industrial espa?ola. La empresa CASA ha hecho la estructura del m¨®dulo de servicios (donde van los instrumentos del telescopio) y elementos del control t¨¦rmico, "cosas esenciales para la salud y las prestaciones correctas del observatorio", coment¨® Lain¨¦. Crisa ha desarrollado y fabricado una computadora clave del sistema de actitud y control de ¨®rbita, y Sener ha hecho las tapas de los espejos y dispositivos priot¨¦cnicos cr¨ªticos para abrir estas piezas, una vez est¨¦ el XMM en ¨®rbita, y para desplegar los planeles solares. Alcatel aporta dispositivos electr¨®nicos, desarrollos inform¨¢ticos y transpondedores.

El XMM ya est¨¢ montado y los especialistas han empezado a revisar y comprobar todos los sistemas y equipos. El lanzamiento est¨¢ previsto para agosto de 1999. El coste del sat¨¦lite asciende a 200 millones de euros y el total a 600 millones.