El instrumento RESOLVE de XRISM capturó datos del remanente de supernova N132D para crear el espectro de rayos X de material más detallado jamás creado en la Gran Nube de Magallanes. El espectro revela picos asociados con silicio, azufre, argón, calcio y hierro. El recuadro de la derecha es la imagen del N132D capturada por el instrumento Xtend de XRISM. Crédito: Solución JAXA/NASA/XRISM y Xtend
XRISM, una misión colaborativa entre Japón,
» data-gt-translate-attributes=»({«attribute»:»data-cmtooltip», «format»:»html»})» tabindex=»0″ role=»link»>NASAY la ESA, que revolucionará la astronomía de rayos X con sus instrumentos avanzados, proporcionará información sin precedentes sobre las estructuras más altas y masivas del universo.
El observatorio XRISM (Misión de Espectroscopía e Imágenes de Rayos X), liderado por Japón, ha publicado el primer vistazo de los datos sin precedentes que recopilará cuando las misiones científicas comiencen a finales de este año.
El equipo científico del satélite ha publicado una instantánea de un cúmulo de cientos de galaxias y un espectro de desechos estelares en una galaxia vecina, lo que brinda a los científicos una visión detallada de su composición química.
Detalles de la misión XRISM
«XRISM proporcionará a la comunidad científica internacional una nueva visión del cielo oculto en rayos X», dijo Richard Kelly, investigador principal estadounidense de XRISM en el Centro de Vuelos Espaciales Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland. «No sólo observamos imágenes de rayos X de estas fuentes, sino que también estudiamos sus composiciones, movimientos y estados físicos».
XRISM (pronunciado «chrism») está dirigido por JAXA (Agencia de Exploración Aeroespacial de Japón) en colaboración con la NASA, con contribuciones de la ESA (Agencia Espacial Europea). Comenzó el 6 de septiembre de 2023.
El remanente de supernova N132D se encuentra en la parte central de la Gran Nube de Magallanes, una galaxia enana a 160.000 años luz de distancia. Xtend de XRISM capturó el remanente en rayos X, que se muestran en el recuadro. En su parte más ancha, N132D tiene unos 75 años luz de diámetro. Aunque brillantes en rayos X, los desechos estelares son casi invisibles en observaciones terrestres del fondo tomadas con luz óptica. Crédito: Recuadro, JAXA/NASA/XRISM Xtend; Antecedentes, C. Smith, S. Points, equipo MCELS y NOIRLab/NSF/AURA
Está diseñado para detectar rayos X con energías de hasta 12.000 electronvoltios y estudiará las regiones más calientes del universo, grandes estructuras y objetos con fuerte gravedad. En comparación, la energía de la luz visible es de 2 a 3 electronvoltios.
Equipo y logros iniciales.
La misión cuenta con dos instrumentos, Resolve y Extend, cada uno de ellos centrado en un conjunto de espejo de rayos X diseñado y construido en Goddard.
Un espectrómetro microcalorímetro desarrollado por la NASA y resoluble
» data-gt-translate-attributes=»({«attribute»:»data-cmtooltip», «format»:»html»})» tabindex=»0″ role=»link»>JAXA. Funciona sólo en una parte del grado anterior.
» data-gt-translate-attributes=»({«attribute»:»data-cmtooltip», «format»:»html»})» tabindex=»0″ role=»link»>nulo absoluto Dentro de un recipiente de helio líquido del tamaño de un frigorífico.
Cuando un rayo X llega al detector de 6 por 6 píxeles de Resolve, calienta el dispositivo en una cantidad relacionada con su energía. Al medir la energía de cada rayo X individual, el instrumento proporciona información que antes no estaba disponible sobre la fuente.
Xtend Imager de XRISM recopiló esta instantánea del remanente de supernova N132D. Se estima que los escombros en expansión tienen unos 3.000 años y se crearon cuando una estrella de aproximadamente 15 veces la masa del Sol se quedó sin combustible, colapsó y explotó. En su parte más ancha, N132D tiene unos 75 años luz de diámetro. Crédito: JAXA/NASA/XRISM Xtend
El equipo de la misión utilizó RESOLVE para estudiar N132D, un remanente de supernova y una de las fuentes de rayos X más brillantes en la Gran Nube de Magallanes, una galaxia enana a unos 160.000 años luz de distancia en la galaxia austral Dorado. Se estima que los escombros en expansión tienen unos 3.000 años y se crearon cuando una estrella de aproximadamente 15 veces la masa del Sol se quedó sin combustible, colapsó y explotó.
El espectro de resolución muestra picos asociados con silicio, azufre, calcio, argón y hierro. Es el espectro de rayos X más detallado del objeto jamás obtenido y demostrará la increíble ciencia de la misión cuando comiencen las operaciones regulares después de 2024.
«Estos elementos se forjaron en la estrella progenitora y explotaron cuando explotó como una supernova», dijo Brian Williams, científico del proyecto XRISM de la NASA en Goddard. «La solución nos permite ver las formas de estas líneas de una manera nunca antes posible, permitiéndonos determinar no sólo la abundancia de diferentes elementos presentes sino también sus temperaturas, densidades y direcciones de movimiento con una precisión sin precedentes. A partir de ahí podemos reconstruir reúne información sobre la estrella progenitora y la explosión.
El instrumento Xtend de XRISM capturó el cúmulo de galaxias Abell 2319 en rayos X, que se muestra aquí en color púrpura y delineado por un borde blanco que representa el alcance del detector. El fondo es una imagen terrestre que muestra el área en luz visible. Crédito: JAXA/NASA/XRISM Xtend; Antecedentes, DSS
El segundo instrumento de XRISM, Xtend, es un generador de imágenes de rayos X desarrollado por JAXA. Esto le da a XRISM un gran campo de visión, lo que le permite ver un área aproximadamente un 60% más grande que el tamaño aparente promedio de la luna llena.
Xtend capturó una imagen de rayos X de Abel 2319, un rico cúmulo de galaxias a unos 770 millones de años luz de distancia en la constelación norteña de Cygnus. Es el quinto cúmulo de rayos X más brillante del cielo y actualmente está atravesando un importante evento de fusión.
El cúmulo destaca el vasto campo de Xtend de 3 millones de años luz de diámetro.
Esta imagen compuesta muestra el remanente de supernova N132D. Utiliza datos del Observatorio Lunar de rayos X de la NASA (morado y verde) y del Telescopio Espacial Hubble (rojo). N132D es uno de los remanentes de rayos X más brillantes de la Gran Nube de Magallanes, una galaxia enana cercana. Crédito: NASA/STScI/CXC/SAO, procesamiento de Judy Smith, CC BY-NC-SA
Retos técnicos y planes de futuro
«Incluso antes de finalizar el proceso de puesta en servicio, la solución ya superó nuestras expectativas», dijo Lillian Reichenthal, directora del proyecto XRISM de la NASA en Goddard. «Nuestro objetivo era lograr una resolución espectral de 7 electronvoltios con el instrumento, pero ahora que está en órbita, estamos logrando 5. Esto significa que obtendremos mapas químicos aún más detallados con cada espectro que capture XRISM».
Resolve está funcionando excepcionalmente bien y ya está realizando investigaciones científicas apasionantes a pesar del problema de la puerta de apertura que afecta a su detector. Una puerta diseñada para proteger el detector antes del lanzamiento no se abrió según lo previsto después de varios intentos. La puerta bloquea los rayos X de baja energía, lo que limita efectivamente el funcionamiento a 1.700 electronvoltios, en comparación con los 300 previstos. El equipo de XRISM continúa explorando la anomalía e investigando varios métodos para abrir la puerta. La herramienta Xtend no se ve afectada.
El Centro de Observación General XRISM de la NASA, ubicado en Goddard, está aceptando propuestas de observaciones de miembros de organizaciones estadounidenses y canadienses hasta el jueves 4 de abril. El ciclo 1 de la sonda XRISM General Observer comenzará en el verano de 2024.
XRISM es una misión colaborativa entre JAXA y NASA, con la participación de la ESA. La contribución de la NASA incluye la participación científica de la Agencia Espacial Canadiense.
