'XMM-Newton': ojos de oro para observar el universo caliente

El Sol, las estrellas, las galaxias, los restos de las supernovas, el tenue gas que llena el espacio intergal¨¢ctico, el gas en la proximidad de agujeros negros... todos ellos emiten rayos X, similares a los que se utilizan para hacer radiograf¨ªas. Detectando esos rayos X que vienen del cielo y fotografi¨¢ndolos, los astr¨®nomos obtenemos mucha informaci¨®n. De hecho hay objetos y procesos que pr¨¢cticamente s¨®lo se pueden estudiar en su totalidad con telescopios de rayos X. Se trata, en concreto, de algunos de los fen¨®menos m¨¢s violentos y energ¨¦ticos que se dan en el cosmos: la ca¨ªda de materia en agujeros negros, los efectos de explosiones de supernova en su entorno... Los telescopios de rayos X, como el XMM-Newton de la Agencia Europea del Espacio (ESA), est¨¢n desvelando la faceta m¨¢s extrema, caliente e intensa del universo.

El telescopio 'XMM-Newton' capta luz de objetos que no hab¨ªan sido detectados antes

Los rayos X son luz, pero diferente a la que somos capaces de ver con nuestros ojos, por eso los instrumentos que los astr¨®nomos usamos para detectar los rayos X del universo son muy distintos a los que tienen los telescopios que todos conocemos.

La atm¨®sfera de la Tierra es un paraguas que nos protege de los rayos X que provienen del cielo, por eso la astronom¨ªa que estudia el universo en esta clase de luz se ha de hacer desde observatorios situados en ¨®rbita. La ESA lanz¨® en diciembre de 1999 XMM-Newton, abreviatura en ingl¨¦s de Misi¨®n Multi-espejo de rayos X, cuyo centro de operaciones cient¨ªficas se encuentra a treinta kil¨®metros de Madrid, en el Centro Europeo de Astronom¨ªa Espacial (ESAC).

La radiaci¨®n X es luz muy energ¨¦tica, por eso precisamente se utiliza para hacer radiograf¨ªas, ya que es capaz de atravesar los tejidos de nuestro cuerpo y s¨®lo es detenida por los huesos. Podemos entender mejor lo que significa "luz de muy alta energ¨ªa" con un ejemplo: cuando una barra de hierro se calienta hasta unos pocos cientos de grados, emite luz de un color rojizo; si se calienta a¨²n m¨¢s su color se va tornando m¨¢s azulado. Si fu¨¦ramos capaces de calentarlo a un mill¨®n de grados sin que se fundiera, el hierro emitir¨ªa rayos X. ?sta es una regla que se aplica tambi¨¦n en el universo: en aquellos lugares donde se originan rayos X podemos asegurar que hay condiciones extremas: bien las temperaturas son muy altas o bien hay electrones acelerados a velocidades muy grandes y posiblemente campos magn¨¦ticos grandes. Si buscamos procesos muy energ¨¦ticos en el cosmos, esta luz es la adecuada para rastrearlos.

Cazando los rayos X del cosmos

Debido a su energ¨ªa, los rayos X son dif¨ªciles de capturar: son ondas peque?as que se "cuelan" entre los huecos at¨®micos. Para recoger muchos fotones X (un fot¨®n ser¨ªa como una "part¨ªcula de luz") no podemos utilizar espejos o lentes convencionales como los que se emplean en la astronom¨ªa que detecta luz visible, ?los rayos X los atraviesan! ?Qu¨¦ puede entonces hacerse para enfocar fotones de rayos X?

XMM-Newton utiliza una t¨¦cnica en la que se fuerza a los rayos X a que reboten, como lo hacen los cantos en la superficie de un lago, en la cara interna de espejos cil¨ªndricos. Estos espejos son como barriles ba?ados en oro en su interior: los rayos X que entran en el barril, chocan con sus paredes y son desviados hacia un punto del plano focal. De esta forma se consigue construir una imagen de los rayos X provenientes del lugar al que apuntan los espejos. XMM-Newton tiene tres telescopios espaciales de rayos X, cada uno est¨¢ formado por 58 de estos barriles. El tener tantos espejos le convierte en la misi¨®n de rayos X m¨¢s sensible jam¨¢s enviada al espacio para observar el universo.

Este telescopio de rayos X capta luz de objetos que no hab¨ªan sido detectados antes. Adem¨¢s, mide la energ¨ªa de cada uno de los fotones de rayos X detectado, y logra as¨ª separar la luz X en sus distintos "colores", como un prisma separa la luz visible en los colores del arco iris.

Una d¨¦cada de descubrimientos y un largo futuro en el horizonte

XMM-Newton lleva ya casi 10 a?os de vida en el espacio. Ha detectado cientos de miles de fuentes de rayos X provenientes de casi todos los lugares del universo: desde objetos tan cercanos como algunos cometas o estrellas que est¨¢n naciendo en nuestra galaxia, la V¨ªa L¨¢ctea, hasta los confines m¨¢s lejanos en donde los primeros agujeros negros gigantes se ven en rayos X. Unos y otros nos dan de esta manera pistas de c¨®mo se han formando y de cu¨¢l es el origen y la evoluci¨®n del universo mismo.

XMM-Newton ha desvelado sorpresas, como las propiedades inesperadas del gas muy caliente que llena el espacio entre galaxias atrapadas entre s¨ª por su mutua atracci¨®n gravitatoria y que forman los c¨²mulos de galaxias. Estos c¨²mulos a su vez han mostrado en rayos X estructuras invisibles en otras longitudes de onda que ayudan a comprender el origen de la materia y energ¨ªa oscuras. Y para el futuro, XMM-Newton abrir¨¢ una ventana a nuevos descubrimientos. Una de sus tareas futuras, ya comenzada, ser¨¢ la de mirar hacia estrellas j¨®venes. La radiaci¨®n X de estas estrellas modifica el disco que las rodea, cuna de posibles planetas. Los rayos X pueden, por lo tanto, jugar un papel determinante en la formaci¨®n de planetas alrededor de estrellas y, m¨¢s importante a¨²n, en la habitabilidad de estos planetas una vez formados. XMM-Newton nos ayudar¨¢ a comprender cu¨¢l es ese papel y quiz¨¢ tambi¨¦n c¨®mo se form¨® y surgi¨® la vida en el nuestro, la Tierra.

Mar¨ªa de Santos Lle¨® es cient¨ªfica de la ESA, del Centro de Operaciones Cient¨ªficas de XMM-Newton y miembro de la Sociedad Espa?ola de Astronom¨ªa. Benjam¨ªn Montesinos es investigador del Centro de Astrobiolog¨ªa (CSIC-INTA) y miembro de la Sociedad Espa?ola de Astronom¨ªa