China lanza satélites cazadores de rayos gamma para rastrear fuentes de ondas gravitacionales | Ciencias

Una nueva misión espacial china observará los estallidos de rayos gamma de las estrellas de neutrones fusionadas.

UNIVERSIDAD DE WARWICK / MARK GARLICK / WIKIMEDIA COMMONS (CC BY 4.0)

Por Dennis Normile

La misión Chang’e-5 de la Administración Nacional del Espacio de China, programada para devolver las rocas lunares a la tierra la próxima semana, ha acaparado los titulares de todo el mundo. Pero la otra agencia espacial de China, el Centro Nacional de Ciencias Espaciales (NSSC) de la Academia de Ciencias de China (CAS), que se centra en la ciencia, está haciendo su propia noticia: justo después de las 4 am hora local de hoy, lanzó su sistema electromagnético de ondas gravitacionales de alta energía Monitor de todo el cielo homólogo (GECAM) del Centro de lanzamiento de satélites de Xichang en la provincia de Sichuan.

Los dos pequeños satélites de GECAM, de 130 centímetros de alto y 150 kilogramos de peso, se encuentran ahora en órbitas idénticas de 600 kilómetros de altura, pero en lados opuestos de la Tierra. Desde estas perchas observarán las explosiones de rayos gamma que emanan de la fusión de objetos ultradensos, eventos que también generan ondas gravitacionales, ondas en el espacio-tiempo. En 2017, los astrónomos presenciaron este espectáculo de luces celestes, cuando un par de estrellas de neutrones, núcleos muertos sobrantes de explosiones de supernovas, escombros fusionados y arrojados que brillan en múltiples longitudes de onda. También se cree que la fusión de una estrella de neutrones y un agujero negro genera ondas de luz y gravitacionales. Pero si una fusión de dos agujeros negros debería producir algún tipo de luz es una cuestión abierta, dice Xiong Shaolin, astrofísico del Instituto de Física de Altas Energías de CAS e investigador principal de GECAM. “La mayoría de los teóricos piensan que la respuesta es no, pero cada vez más personas creen que en algunas circunstancias puede producir emisiones electromagnéticas, incluidas explosiones de rayos gamma”, dice.

Trabajando juntos, los dos satélites pueden monitorear todo el cielo, rastreando la fuente de un estallido de rayos gamma hasta un lugar en particular. Los observatorios de rayos gamma existentes, como el Observatorio Swift Neil Gehrels de la NASA y el Telescopio Espacial Fermi de rayos Gamma, solo tienen vistas parciales del cielo y, a veces, están bloqueados por la Tierra, dice Gemma Anderson, astrónoma de la Universidad Curtin. “GECAM tiene todo el cielo cubierto”, dice. Además, Swift y Fermi están optimizados para capturar los estallidos de rayos gamma más largos y de mayor energía que provienen del colapso de estrellas masivas. El rango de energía de observación de GECAM se extiende hasta 6 kiloelectronvoltios, más bajo que Swift y Fermi, lo que puede ser una ventaja para detectar los estallidos de rayos gamma “más suaves” asociados con las ondas gravitacionales, dice Xiong.

Por otro lado, las dos misiones de la NASA, después de localizar una ráfaga con sus monitores de campo amplio, pueden acercarse con instrumentos de campo estrecho para estudiar el resplandor de la ráfaga en rayos gamma y en otras longitudes de onda. Con solo su monitor de todo el cielo, GECAM alertará rápidamente a otros instrumentos terrestres y espaciales para que puedan observar el resplandor.

Péter Mészáros, astrofísico teórico de la Universidad Estatal de Pensilvania, University Park, dice que GECAM es algo que esperar. Swift y Fermi están envejeciendo. Swift se lanzó en 2004 para una misión prevista de 2 años; Se esperaba que Fermi, en órbita desde 2008, proporcionara de cinco a diez años de servicio. Tener otro detector de ráfagas de rayos gamma en órbita es importante, dice Mészáros, porque GECAM “también debería continuar operando después de la eventual desaparición de Swift”.

GECAM se unió rápidamente después de que Xiong y sus colegas vieron una oportunidad. Propusieron GECAM en 2016, 1 mes después de los detectores de ondas gravitacionales en Estados Unidos. hizo su descubrimiento histórico de una fusión de agujeros negros. La misión le da a China un papel emergente en lo que se llama astronomía de múltiples mensajeros, que se basa en recopilar la información complementaria transportada por fotones, ondas gravitacionales, neutrinos y rayos cósmicos que pueden ser emitidos simultáneamente por eventos cósmicos. En el caso de las ondas gravitacionales, por ejemplo, las señales electromagnéticas adicionales pueden ayudar a distinguir las fusiones de estrellas de neutrones de las combinaciones de estrellas de neutrones y agujero negro, dice Anderson.

El equipo de Xiong ganó fondos bajo un plan de 5 años de 4 mil millones de yuanes ($ 610 millones) a través del cual NSSC apoya cuatro misiones de ciencia espacial. Además de GECAM, NSSC está desarrollando la sonda Einstein, que examinará el cielo en busca de rayos X de baja energía asociados con fenómenos cósmicos violentos; el Observatorio Solar Avanzado basado en el espacio, para monitorear el campo magnético del Sol y estar atento a las erupciones solares; y el Explorador de enlaces de ionosfera de magnetosfera de viento solar, una misión conjunta del CAS y la Agencia Espacial Europea para obtener imágenes de la magnetosfera de la Tierra. Las fechas de lanzamiento no se han finalizado.

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