Lanzamiento de un cohete de sondeo.(Crédito: NASA)

El estudio de los objetos astronómicos en las energías más altas de los rayos X y los rayos gamma comenzó a principios de la década de 1960. Hasta entonces, los científicos sabían que el Sol era una fuente intensa en estas bandas de ondas, pero no habían observado otros objetos en los rayos X. La atmósfera terrestre absorbe la mayor parte de los rayos X y gamma, por lo que se necesitaban vuelos de cohetes que pudieran elevar las cargas útiles científicas por encima de la atmósfera terrestre. El primer vuelo de cohete que detectó con éxito una fuente de emisión de rayos X fue lanzado en 1962 por un grupo de American Science and Engineering (AS&E), que incluía a los científicos Riccardo Giacconi, Herb Gursky, Frank Paolini y Bruno Rossi. Este vuelo en cohete utilizó un pequeño detector de rayos X, que encontró una fuente muy brillante a la que llamaron Scorpius X-1. (Llamada así porque fue la primera fuente de rayos X encontrada que apareció en el cielo en la constelación de Escorpio).

En la década de 1970, los satélites astronómicos dedicados a los rayos X, como Uhuru, Ariel 5, SAS-3, OSO-8 y HEAO-1, desarrollaron este campo de la ciencia a un ritmo asombroso.

Los científicos plantearon la hipótesis de que los rayos X procedentes de fuentes estelares en nuestra galaxia procedían principalmente de las llamadas «binarias de rayos X». Las binarias de rayos X consisten en una estrella de neutrones en un sistema binario con una estrella normal. Los rayos X en estos sistemas se originan en el material que viaja desde la estrella normal a la estrella de neutrones en un proceso llamadoacreditación.La naturaleza binaria del sistema permitió a los astrónomos medir la masa de la estrella de neutrones. En otros sistemas, la masa inferida del objeto emisor de rayos X apoyó la idea de la existencia de agujeros negros, porque eran demasiado masivos para ser estrellas de neutrones. Otros sistemas mostraban un pulso de rayos X característico, al igual que las estrellas de radio, lo que permitía determinar la velocidad de giro de la estrella de neutrones. De hecho, algunas fuentes aparecían en el cielo, permanecían brillantes durante unas semanas y luego se desvanecían de nuevo. Estas fuentes se denominan transitorias de rayos X.

Concepción artística de un sistema binario de rayos X. (Crédito: NASA/GSFC)

También se descubrió que las regiones interiores de algunas galaxias emiten rayos X. Se cree que la emisión de rayos X de estos núcleos galácticos activos se origina a partir de gas ultrarrelativista cerca de un agujero negro muy masivo en el centro de la galaxia. Por último, se ha descubierto que existe una emisión difusa de rayos X en todo el cielo.

El estudio de la astronomía de rayos X continuó a través de una serie de satélites que estuvieron activos desde los años 80 hasta principios de la década de 2000: la serieHEAO, EXOSAT, Ginga, RXTE, ROSAT, ASCA, así como BeppoSAX, que detectó el primer resplandor posterior a una explosión de rayos gamma (GRB).

Una misión de rayos X que continúa contribuyendo a los datos disponibles para los investigadores es el Observatorio de Rayos X Chandra (CXO), la actual misión insignia de la NASA para la astronomía de rayos X. Fue lanzado en julio de 1999 y está diseñado para detectar rayos X procedentes de regiones muy calientes y de alta energía del universo, como los cúmulos de galaxias, las materias que rodean a los agujeros negros y las estrellas que han explotado.

Concepción artística de Suzaku en órbita.(Crédito: JAXA)

Otra misión actual de rayos X es Suzaku, que fue lanzada por Japón en julio de 2005. Fue desarrollada conjuntamente por el Instituto de Ciencias Espaciales y Astronáuticas de la Agencia de Exploración Aeroespacial de Japón (JAXA) y el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA.

Europa también participa en el campo de la observación de los rayos X, con la Misión de Espejos Múltiples de la Agencia Espacial Europea (ESA), denominada XMM-Newton. Se ha utilizado para observar fuentes de rayos X ultraluminosas y encontrar pruebas de agujeros negros de masa intermedia.

La misión de rayos X más reciente lanzada es NuSTAR, que se dedica a observar rayos X duros (rayos X de mayor energía que los que pueden observar otros telescopios de rayos X en órbita). NuSTAR buscará agujeros negros y otras estrellas colapsadas en nuestra galaxia, cartografiará el material de los restos de supernovas jóvenes y estudiará los chorros relativistas de los núcleos galácticos activos.

Concepción artística de NuSTAR en órbita.(Crédito: NASA/JPL-Caltech)

Los datos de estos satélites siguen ayudando a comprender mejor la naturaleza de estas fuentes y los mecanismos por los que se emiten los rayos X y los rayos gamma. La comprensión de estos mecanismos puede, a su vez, arrojar luz sobre la física fundamental de nuestro universo. Al observar el cielo con instrumentos de rayos X y gamma, recopilamos información importante en nuestro intento de abordar cuestiones como la forma en que el universo comenzó y cómo evoluciona, y obtener alguna idea sobre su destino final.

Actualizado: Septiembre de 2013