En 1976, Riccardo Giacconi y Harvey Tananbaum propusieron a la NASA el Observatorio de rayos X Chandra (llamado AXAF en ese momento) . El trabajo preliminar comenzó el año siguiente en el Centro Marshall de Vuelos Espaciales (MSFC) y en el Observatorio Astrofísico Smithsonian (SAO), donde ahora se opera el telescopio para la NASA [8] en el Centro de rayos X Chandra del Centro de Astrofísica | Harvard y Smithsonian . Mientras tanto, en 1978, la NASA puso en órbita el primer telescopio de rayos X de imágenes, Einstein (HEAO-2). El trabajo en el proyecto AXAF continuó durante las décadas de 1980 y 1990. En 1992, para reducir costes, se rediseñó la nave espacial. Se eliminaron cuatro de los doce espejos previstos, así como dos de los seis instrumentos científicos. La órbita planificada de AXAF se cambió a una elíptica, alcanzando un tercio del camino hasta la Luna en su punto más lejano. Esto eliminó la posibilidad de mejora o reparación por parte del transbordador espacial , pero colocó el observatorio por encima de los cinturones de radiación de la Tierra durante la mayor parte de su órbita. AXAF fue ensamblado y probado por TRW (ahora Northrop Grumman Aerospace Systems) en Redondo Beach , California .
AXAF pasó a llamarse Chandra como parte de un concurso organizado por la NASA en 1998, que atrajo más de 6.000 presentaciones en todo el mundo. [9] Los ganadores del concurso, Jatila van der Veen y Tyrel Johnson (entonces profesor de secundaria y estudiante de secundaria, respectivamente), sugirieron el nombre en honor al astrofísico indio-estadounidense ganador del Premio Nobel Subrahmanyan Chandrasekhar . Es conocido por su trabajo en la determinación de la masa máxima de las estrellas enanas blancas , lo que condujo a una mayor comprensión de los fenómenos astronómicos de alta energía, como las estrellas de neutrones y los agujeros negros . [7] Oportunamente, el nombre Chandra significa "luna" en sánscrito . [10]
Originalmente programado para ser lanzado en diciembre de 1998, [9] la nave espacial se retrasó varios meses y finalmente fue lanzada el 23 de julio de 1999 a las 04:31 UTC por el transbordador espacial Columbia durante la misión STS-93 . Chandra fue desplegado por Cady Coleman [11] desde Columbia a las 11:47 UTC. El motor de la primera etapa de la etapa superior inercial se encendió a las 12:48 UTC, y después de arder durante 125 segundos y separarse, la segunda etapa se encendió a las 12:51 UTC y ardió durante 117 segundos. [12] Con 22,753 kilogramos (50,162 lb), [1] fue la carga útil más pesada jamás lanzada por el transbordador, una consecuencia del sistema de cohete propulsor inercial de etapa superior de dos etapas necesario para transportar la nave espacial a su órbita alta.
Chandra ha estado devolviendo datos desde el mes posterior a su lanzamiento. Es operado por la SAO en el Centro de rayos X Chandra en Cambridge, Massachusetts , con la asistencia del MIT y Northrop Grumman Space Technology. Los CCD ACIS sufrieron daños por partículas durante los primeros pasos del cinturón de radiación. Para evitar mayores daños, ahora el instrumento se retira del plano focal del telescopio durante los pasajes.
Aunque inicialmente se le dio al Chandra una vida útil prevista de 5 años, el 4 de septiembre de 2001, la NASA extendió su vida útil a 10 años "basándose en los excelentes resultados del observatorio". [13] Físicamente, Chandra podría durar mucho más. Un estudio de 2004 realizado en el Centro de rayos X Chandra indicó que el observatorio podría durar al menos 15 años. [14] Está activo a partir de 2024 y tiene un próximo calendario de observaciones publicado por el Centro de rayos X Chandra. [15]
El 10 de octubre de 2018, Chandra entró en operaciones en modo seguro debido a una falla del giroscopio. La NASA informó que todos los instrumentos científicos estaban a salvo. [18] [19] En cuestión de días, se entendió el error de 3 segundos en los datos de un giroscopio y se hicieron planes para devolver al Chandra al servicio completo. El giroscopio que experimentó el problema fue puesto en reserva y por lo demás está sano. [20]
Descubrimientos de ejemplo
Tripulación de STS-93 con un modelo a escala.
Los datos recopilados por Chandra han hecho grandes avances en el campo de la astronomía de rayos X. A continuación se muestran algunos ejemplos de descubrimientos respaldados por observaciones de Chandra:
En la Nebulosa del Cangrejo , otro remanente de supernova, Chandra mostró un anillo nunca antes visto alrededor del púlsar central y chorros que sólo habían sido vistos parcialmente por telescopios anteriores. [ cita necesaria ]
Los datos de Chandra sugirieron que RX J1856.5-3754 y 3C58 , que antes se pensaba que eran púlsares, podrían ser objetos aún más densos: estrellas de quarks . Estos resultados todavía se debaten.
2006 Chandra encontró pruebas sólidas de que existe materia oscura al observar la colisión de supercúmulos. [24]
2006 Los bucles, anillos y filamentos emisores de rayos X descubiertos alrededor de un agujero negro supermasivo dentro de Messier 87 implican la presencia de ondas de presión, ondas de choque y ondas sonoras. La evolución de Messier 87 puede haberse visto dramáticamente afectada. [25]
Las observaciones del cúmulo Bullet ponen límites a la sección transversal de la autointeracción de la materia oscura . [26]
En septiembre de 2016, se anunció que Chandra había detectado emisiones de rayos X de Plutón , la primera detección de rayos X de un objeto del cinturón de Kuiper . Chandra había realizado las observaciones en 2014 y 2015, apoyando a la nave espacial New Horizons en su encuentro de julio de 2015. [31]
En septiembre de 2020, según se informa, Chandra pudo haber realizado una observación de un exoplaneta en la Galaxia del Remolino , que sería el primer planeta descubierto más allá de la Vía Láctea. [32] [33] [34]
En abril de 2021, la NASA anunció los hallazgos del observatorio en un tweet que decía: "Urano emite rayos X, según encuentran los astrónomos". El descubrimiento tendría "implicaciones intrigantes para comprender Urano" si se confirma que los rayos X provienen del planeta y no son emitidos por el Sol. [35]
Descripción técnica
Montaje del telescopioEl espejo principal de AXAF (Chandra)Unidad de vuelo HRC de Chandra
A diferencia de los telescopios ópticos que poseen superficies parabólicas aluminizadas simples (espejos), los telescopios de rayos X generalmente utilizan un telescopio Wolter que consta de superficies paraboloides e hiperboloides cilíndricas anidadas recubiertas con iridio u oro . Los fotones de rayos X serían absorbidos por las superficies normales de los espejos, por lo que se necesitan espejos con un ángulo rasante bajo para reflejarlos. Chandra utiliza cuatro pares de espejos anidados, junto con su estructura de soporte, llamado Conjunto de espejos de alta resolución (HRMA); el sustrato del espejo es de vidrio de 2 cm de espesor, con la superficie reflectante una capa de iridio de 33 nm y los diámetros son 65 cm, 87 cm, 99 cm y 123 cm. [36] El sustrato grueso y el pulido particularmente cuidadoso permitieron una superficie óptica muy precisa, que es responsable de la resolución inigualable de Chandra: entre el 80% y el 95% de la energía de rayos X entrante se enfoca en un círculo de un segundo de arco . Sin embargo, el grosor del sustrato limita la proporción de la abertura que se llena, lo que lleva a un área de recolección baja en comparación con XMM-Newton .
La órbita altamente elíptica de Chandra le permite observar continuamente durante hasta 55 horas de su período orbital de 65 horas . En su punto orbital más alejado de la Tierra, Chandra es uno de los satélites en órbita terrestre más distantes. Esta órbita lo lleva más allá de los satélites geoestacionarios y más allá del cinturón exterior de Van Allen . [37]
Con una resolución angular de 0,5 segundos de arco (2,4 µrad), Chandra posee una resolución 1.000 veces mejor que la del primer telescopio de rayos X en órbita.
CXO utiliza giroscopios mecánicos , [38] que son sensores que ayudan a determinar en qué dirección apunta el telescopio. [39] Otros sistemas de navegación y orientación a bordo del CXO incluyen una cámara orientativa, sensores terrestres y solares y ruedas de reacción . También tiene dos conjuntos de propulsores, uno para movimiento y otro para descargar impulso. [39]
Instrumentos
El Módulo de Instrumentos Científicos (SIM) sostiene los dos instrumentos del plano focal, el Espectrómetro de Imágenes CCD Avanzado (ACIS) y la Cámara de Alta Resolución (HRC), moviendo el que sea necesario a su posición durante una observación.
ACIS consta de 10 chips CCD y proporciona imágenes e información espectral del objeto observado. Opera en el rango de energía de los fotones de 0,2 a 10 keV . El HRC tiene dos componentes de placa de microcanales e imágenes en el rango de 0,1 a 10 keV. También tiene una resolución temporal de 16 microsegundos . Ambos instrumentos se pueden utilizar solos o junto con una de las dos rejillas de transmisión del observatorio .
Las rejillas de transmisión, que oscilan en el camino óptico detrás de los espejos, proporcionan a Chandra espectroscopía de alta resolución. El espectrómetro de rejilla de transmisión de alta energía (HETGS) funciona entre 0,4 y 10 keV y tiene una resolución espectral de 60 a 1000. El espectrómetro de rejilla de transmisión de baja energía (LETGS) tiene un rango de 0,09 a 3 keV y una resolución de 40 a 2000.
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enlaces externos
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![Brillante llamarada de rayos X procedente de Sagitario A*, un agujero negro supermasivo en la Vía Láctea.[30]](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/8/85/X-RayFlare-BlackHole-MilkyWay-20140105.jpg/1280px-X-RayFlare-BlackHole-MilkyWay-20140105.jpg)
