Cuarenta a?os de observaci¨®n del universo violento

Si nos preguntan a cualquiera de los muchos cientos de astr¨®nomos del mundo que trabajamos en astronom¨ªa con rayos X cu¨¢ndo naci¨® esta disciplina, la respuesta es un¨¢nime: 1962. El padre y mentor tampoco tiene duda: el profesor Riccardo Giacconi, premio Nobel de F¨ªsica 2002.

Cuando comenz¨® esta historia, hace tan s¨®lo 40 a?os, el ¨²nico astro que se sab¨ªa que emit¨ªa rayos X era el Sol. Tampoco es de extra?ar, puesto que los rayos X, incapaces de penetrar en la atm¨®sfera terrestre, tuvieron que esperar a la era espacial para formar parte de las herramientas de observaci¨®n astron¨®mica. Por otro lado, las dem¨¢s estrellas se sab¨ªan demasiado distantes para que, en el supuesto de que fueran parecidas a nuestro Sol, pudieran ser detectadas en rayos X a tan grandes distancias. Pero un joven y entusiasta Giacconi, el ya fallecido Bruno Rossi y sus colaboradores hab¨ªan dise?ado y fabricado un cohete con cuyos detectores esperaban detectar los rayos X solares reflejados por la Luna, durante los pocos minutos que este dispositivo habr¨ªa de asomar por encima de la atm¨®sfera terrestre. No detectaron la Luna (esto tuvo que esperar hasta la d¨¦cada de los 90) pero en esos seis minutos se hicieron dos descubrimientos cruciales: una estrella muy poco aparente en las cartas del cielo (Escorpi¨®n X-1) brillaba en rayos X con una intensidad jam¨¢s sospechada a partir de lo que se sab¨ªa del Sol; por otro lado, el universo entero aparec¨ªa ba?ado por una radiaci¨®n c¨®smica de rayos X.

Las observaciones en rayos X han pasado a ser un pilar fundamental de la astronom¨ªa

En muchos aspectos el cielo en rayos X es muy distinto al cielo visual. Por ejemplo, las noches en rayos X son tan brillantes como el d¨ªa, ya que la radiaci¨®n c¨®smica de fondo de rayos X es m¨¢s brillante que el propio Sol (salvo cuando ¨¦ste est¨¢ produciendo erupciones). Cuando se observa el cielo en rayos X destacan aqu¨¦llos astros en los que tienen lugar fen¨®menos especialmente energ¨¦ticos. El m¨¢s com¨²n es la ca¨ªda de materia a una estrella compacta (como una enana blanca o una estrella de neutrones - el caso de Escorpi¨®n X-1-) o a un agujero negro ( los cu¨¢sares). Tambi¨¦n emite rayos X el plasma calentado a temperaturas de muchos millones de grados como en las estrellas activas y en los c¨²mulos de galaxias. En general las condiciones para que un astro emita rayos X s¨®lo se dan bajo la acci¨®n extrema de las leyes de la gravedad.

Estos conocimientos que tenemos hoy en d¨ªa de la cara m¨¢s violenta del universo han sido posibles en gran parte gracias a que el propio Giacconi impuls¨® y desarroll¨® una serie de herramientas espaciales para la observaci¨®n del universo en rayos X. UHURU (1970-1973), fue el primer sat¨¦lite orbitando alrededor de la Tierra que permiti¨® obtener una primera visi¨®n en rayos X de todo el cielo. Por primera vez se dispuso de un cat¨¢logo de un centenar de fuentes de rayos X. Pero esto no era suficiente para Giacconi y la cada vez m¨¢s numerosa comunidad que trabajaba en este tema. Hab¨ªa que construir telescopios de rayos X capaces de formar verdaderas im¨¢genes, m¨¢s all¨¢ de los detectores rudimentarios de UHURU. El observatorio Einstein (1978-1981) de la NASA, en el que Giacconi jug¨® una parte fundamental, fue el primero en esta serie, al que siguieron EXOSAT de la Agencia Europea del Espacio (ESA) y otros como ROSAT, ASCA y BeppoSAX ya en la d¨¦cada de los 90.

Su empuje, tenacidad y capacidad de trabajo han llevado tambi¨¦n a Giacconi a dirigir el Instituto Cient¨ªfico del Telescopio Espacial (STSCi) en Baltimore (EEUU) primero y el Observatorio Europeo Austral (ESO) en Garching (Alemania) despu¨¦s. En el primer caso se encontr¨® con la puesta en ¨®rbita de un telescopio espacial Hubble defectuoso, al que hubo que ponerle unas gafas para que viera bien. A pesar de ello, el Hubble se convirti¨® en la joya de la corona de las herramientas de observaci¨®n (qui¨¦n no ha admirado sus im¨¢genes alguna vez). Bajo su direcci¨®n, ESO afianz¨® la construcci¨®n del cuarteto de telescopios de ocho metros VLT (del ingl¨¦s Very Large Telescope) en Chile y fue el propio Giacconi quien impidi¨® que las penurias presupuestarias dieran al traste con la posibilidad de que alg¨²n d¨ªa esos cuatro instrumentos pudieran alcanzar cotas insospechadas de nitidez al operar en modo interferom¨¦trico, al igual que se hace en radioastronom¨ªa. Fue precisamente en esos a?os cuando Espa?a estuvo muy cerca de integrarse en ESO. Los astr¨®nomos espa?oles tenemos una deuda de gratitud con Giacconi, ya que tuvo la deferencia de acudir en 1996 a la reuni¨®n de la Sociedad Espa?ola de Astronom¨ªa en San Sebasti¨¢n para explicarnos la situaci¨®n.

Pero Giacconi ten¨ªa un sue?o cient¨ªfico: construir y poner en ¨®rbita un observatorio de rayos X que permitiera obtener im¨¢genes con la misma nitidez que los telescopios ¨®pticos convencionales. Esto llev¨® 20 a?os de esfuerzo a mucha gente, pero se hizo realidad en 1999 cuando la NASA puso en ¨®rbita el observatorio de rayos X Chandra. El premio Nobel le llega pues en un momento muy especial de su vida profesional. Junto a sus colaboradores, Giacconi est¨¢ otra vez en la brecha cient¨ªfica escudri?ando con Chandra la emisi¨®n en rayos X de las galaxias y cu¨¢sares m¨¢s lejanos y antiguos de la historia del universo.

De un grupo de personas que abrieron los ojos de la astronom¨ªa a los rayos X hemos pasado a muchos centenares de investigadores en muchos pa¨ªses a principios del siglo XXI. De un cohete que detect¨® rayos X durante algo menos de seis minutos hemos pasado a dos telescopios (Chandra y el europeo XMM-Newton) que pueden durar una d¨¦cada en ¨®rbita. De conocer una fuente de rayos X (Escorpi¨®n X-1) hemos pasado en 40 a?os a m¨¢s de 150.000 que conocemos en la actualidad gracias, principalmente, a ROSAT y XMM-Newton. Y vamos a seguir a?adiendo a este censo otras 50.000 cada a?o. De una exploraci¨®n de dudosas perspectivas con el cohete de 1962, las observaciones en rayos X han pasado a ser un pilar fundamental de la astronom¨ªa. Si bien en la joven astronom¨ªa espa?ola esta herramienta est¨¢ todav¨ªa poco utilizada, en pa¨ªses m¨¢s avanzados (Alemania, Reino Unido, Jap¨®n, EE UU, Italia) tiene un gran peso. Esto es el fruto del esfuerzo de mucha gente, pero sin duda Riccardo Giacconi es el que m¨¢s ha empujado en esta direcci¨®n. ?Felicidades Riccardo!

Xavier Barcons es profesor de investigaci¨®n del CSIC en el Instituto de F¨ªsica de Cantabria (CSIC-U de Cantabria).