A tiempo para el Día de San Valentín, el Explorador de Polarimetría de Imágenes de Rayos X de la NASA, IXPE, que se lanzó el 9 de Diciembre de 2021, entregó sus primeros datos de imágenes desde que completó su fase de puesta en marcha de un mes.

Todos los instrumentos funcionan bien a bordo del observatorio, que busca estudiar algunos de los objetos más misteriosos y extremos del universo.

IXPE primero enfocó sus ojos de rayos X en Cassiopeia A, un objeto que consta de los restos de una estrella que explotó en el siglo XVII. Las ondas de choque de la explosión han barrido el gas circundante, calentándolo a altas temperaturas y acelerando las partículas de rayos cósmicos para formar una nube que brilla con luz de rayos X. Otros telescopios han estudiado Cassiopeia A antes, pero IXPE permitirá a los investigadores examinarla de una manera nueva.

En la imagen de arriba, la saturación del color magenta corresponde a la intensidad de la luz de rayos X observada por IXPE. Superpone datos de rayos X de alta energía, que se muestran en azul, del Observatorio de Rayos X Chandra de la NASA. Chandra e IXPE, con diferentes tipos de detectores, capturan diferentes niveles de resolución angular o nitidez.

Después del lanzamiento del Chandra en 1999, su primera imagen también fue de Cassiopeia A. Las imágenes de rayos X del Chandra revelaron, por primera vez, que hay un objeto compacto en el centro del remanente de supernova, que puede ser un agujero negro o una estrella de neutrones.

“La imagen de IXPE de Cassiopeia A es tan histórica como la imagen de Chandra del mismo remanente de supernova”, dijo Martin C. Weisskopf, investigador principal de IXPE con sede en el Centro de Vuelos Espacial Marshall de la NASA en Huntsville, Alabama. “Demuestra el potencial de IXPE para obtener información nueva, nunca antes vista, sobre Cassiopeia A, que se encuentra bajo análisis en este momento”. 

Una medida clave que los científicos harán con IXPE se llama polarización, una forma de ver cómo se orienta la luz de rayos X a medida que viaja por el espacio. La polarización de la luz contiene pistas sobre el entorno donde se originó la luz. Los instrumentos de IXPE también miden la energía, el tiempo de llegada y la posición en el cielo de los rayos X de fuentes cósmicas.

"La imagen de IXPE de Cassiopeia A es bellísima, y esperamos analizar los datos de polarimetría para aprender aún más sobre este remanente de supernova", dijo Paolo Soffitta, investigador principal italiano de IXPE en el Instituto Nacional de Astrofísica (INAF) en Roma.

Con los datos de polarización de Cassiopeia A, IXPE permitirá a los científicos ver, por primera vez, cómo varía la cantidad de polarización en el remanente de supernova, que tiene unos 10 años luz de diámetro. Los investigadores están trabajando actualmente con los datos para crear el primer mapa de polarización de rayos X del objeto. Esto revelará nuevas pistas sobre cómo se producen los rayos X en Cassiopeia A.

“Las futuras imágenes de polarización de IXPE deberían revelar los mecanismos en el corazón de este famoso acelerador cósmico”, dijo Roger Romani, coinvestigador de IXPE en la Universidad de Stanford. “Para completar algunos de esos detalles, hemos desarrollado una forma de hacer que las mediciones de IXPE sean aún más precisas utilizando técnicas de aprendizaje automático. Esperamos con ansias lo que encontraremos mientras analizamos todos los datos”.

IXPE se lanzó en un cohete Falcon 9 desde Cabo Cañaveral y ahora orbita a 600 kilómetros sobre el ecuador de la Tierra. La misión es una colaboración entre la NASA y la Agencia Espacial Italiana con socios y colaboradores científicos en 12 países. Ball Aerospace, con sede en Broomfield, Colorado, gestiona las operaciones de naves espaciales.