Esta impresión artística muestra un agujero negro supermasivo rodeado por un disco de acreción y el toroide de polvo. El material en el disco de acreción se acelera a velocidades extremadamente altas por la atracción gravitatoria inexorable del agujero negro. La misión candidata del Observatorio Internacionalde rayos X (IXO), de la ESA-NASA-JAXA, siendo considerada para su lanzamiento alrededor del año 2020, permitirá un estudio más detallado de la composición y comportamiento de los materiales de gran energía tal, que irradian en longitudes de onda de rayos X. Créditos: ESA / V. Beckmann (NASA-GSFC).Como elementos de los circuitos integrados funcionando en nuestras computadoras, teléfonos y otros equipos electrónicos, las obleas de silicio están en todas partes. Un esfuerzo liderado por la ESA está creando un uso "fuera de este mundo" para estos elementos comunes: cuando se apilan juntos con precisión por miles prometen entregar una más clara visión de la astronomía de rayos X aún de las regiones más violentas del espacio.
"La ESA ha estado trabajando con empresas europeas especializadas para desarrollar esta nueva técnica óptica y crear una industria de soporte", dijo Marcos Bavdaz, Jefe Superior de la Sección de Tecnología de la ESA. "Este 'esfuerzo de la óptica de los poros de silicio' es parte de la preparación de la Agencia para el Observatorio Internacional de rayos X (IXO), un candidato a una misión de la NASA y la Agencia Espacial de Japón para alrededor de 2020."
La compañía alemana cosine de investigación lidera un consorcio internacional de socios industriales y de institutos de investigación de los Estados miembros de la ESA. Este mes se presentaron sus resultados más recientes: la óptica en configuración de vuelo se sometió a pruebas en instalaciones de rayos X, mostrando unas excelentes prestaciones ópticas.
Diseño propuesto para el Observatorio Internacional de rayos X (IXO), una misión candidata conjunta ESA-NASA-JAXA que está siendo considerada para su lanzamiento alrededor de 2020. Los organismos espaciales asociados han convenido en que la nueva misión aumentará 20 veces la zona de recolección en comparación con la del actual XMM-Newton, mientras que también ioncrementará al triple la resolución. Para lograr esto dentro de las restricciones estrictas en masa de la misión requiere de nuevas técnicas para lograr espejos rígidos pero ligeros. Las dos tecnologías actualmente en investigación son la técnica del ·vidrio caído"de la NASA y la "óptica de los poros de silicio" de la ESA. Créditos: ESA FCD.Secretos calientes del cielo de rayos X
Observar el cielo en rayos X revela un Universo violento de estrellas en explosión, agujeros negros y nubes de gas incandescente. Con temperaturas de millones de grados, tales objetos de alta energía brillan en longitudes de onda de rayos X, pero no en la luz visible. Los astrónomos sólo podieron estudiar este violento Universo de alta energía una vez que la era espacial les dio una forma de colocar telescopios por encima de la atmósfera, que absorve los rayos X.
Actuualmente, formar una imagen enfocada de rayos X, sin embargo, no es tarea fácil. Los rayos x médicos son bien conocidos, pero elos no son imágenes enfocadas, son sólo sombras a través de partes del cuerpo utilizando las técnicas iniciadas por Wilhelm Roentgen, descubridor de los rayos X en 1895.
Espejos curvos apilados en uno de los tres módulos ópticos del telescopio XMM-Newton de la ESA. Cada uno contiene 58 espejos con una superficie óptica total de más de 120 m2, más grande que una cancha de tenis. El proyecto internacional de seguimiento de la misión IXO tiene como objetivo ofrecer un aumento de 20 veces en el área de la superficie óptica. Créditos: ESA.Los diseños ópticos estándar no funcionan porque los rayos X energéticos se reflejan sólo en ángulos sumamente bajos. Mientras que la luz visible se refleja en un espejo como una pelota que rebota en una pared, la reflexión de rayos X funciona más como una piedra rozando a lo largo de un estanque. Los espejos de telescopios deben enfrentarse de costado en lugar de hacerlo de frente y son necesarios muchos espejos para concentrar suficientes rayos X. Así, un telescopio para esta zona del espectro es más como un juego de muñecas rusas, con espejos apilados uno alrededor del otro.
Costillas cortadas en obleas de silicio como parte del proceso de producción de la óptica de los poros de silicio, como son vistas a través de un microscopio electrónico. Los poros entre las costillas tienen una anchura de aproximadamente 1 mm. El proceso comienza con obleas de silicio estándar de la industria de 300 mm de diámetro, que ya están pulidas dentro de las normas de óptica por sus fabricantes. Las obleas se cortan en un conjunto de cuadrados de 66x66 mm cada una, en las que posteriormente irán las costillas cortada en ellos. Como las placas se apilan juntas los huecos entre las costillas crean poros por donde pasan los rayos X. La óptica de poros de silicio está siendo desarrollada por la ESA como parte de la misión candidata IXO, como un medio de producción de rsprjos rígidos pero ligeros para rayos X. El objetivo es producir un aumento de 20 veces en el área de recolección por sobre la de la actual misión XMM Newton. Créditos: ESA/Micronuit. Nueva tecnología para una visión más amplia y más nítida de los rayos X
El Observatorio Espacial de rayos X, XMM-Newton, de la ESA, utiliza más de 250 espejos de níquel recubiertos de oro, mientras que el Chandra de la NASA se basa en un número menor espejos de vidrio más pesados. Para IXO, el objetivo es superar la zona de recolección del XMM en 20 veces, mientras que la entrega sea tres veces la resolución actual. Lograr esto exige nuevas tecnologías: mientras que la NASA está investigando una alternativa llamada ·cristal caído", la ESA se centra en la óptica de los poros de silicio, basada en obleas de silicio comerciales.
Eric Wille de ESA, que supervisa el proyecto, junto con Kotska Wallace, explicó: "Los fabricantes ya pulen estas obleas de calidad óptica para mejorar el proceso de "imprimir" las diminutas estructuras necesarias para los más modernos microprocesadores. Así que las obleas no necesitan más pulido, mientras sean tanto ligeras como rígidas".
Un robot industrial está siendo empleado por la Agencia Espacial Europea, a cargo de un consorcio de la óptica de los poros de silicio, para lograr precisión en el apilamiento de las placas de los espejos. El apilamiento tiene una gran influencia en el rendimiento óptico del sistema resultante de modo que se llevará a cabo de forma totalmente automatizada. Cerca de 200.000 placas separadas se necesitarán para la misión candidata IXO. El apilamiento se realiza en una sala limpia para reducir la contaminación de partículas, más la optimización de la calidad óptica. Créditos: ESA/cosine Research.Las tecnologías de la industria de los semiconductores se están poniendo en condiciones para preparar las obleas de silicio y darles forma a las estructuras complejas requeridas para esta actividad. Están cortados en placas cuadradas de papel grueso con "costillas" para facilitar el apilamiento. Luego son afiladas en forma de cuña para dirigir los rayos X a lo largo del camino óptico deseado, después de lo cual se añaden capas de metal. Un robot industrial realiza con precisión el apilamiento y montaje.
Módulo de espejo para ensayos producido para el proyecto de investigación de la óptica de poros de silicio de la ESA. Las placas de espejo se apilan, entonces dos tipos de pilas son co-alineadas entre sí para formar un módulo en la configuración de vuelo. Cientos de estos módulos irían entonces juntos para formar un "pétalo". Un total de ocho pétalos, cuidadosamente ensamblados, servirían para formar la óptica de rayos X de la misión candidata IXO. Un consorcio internacional de investigación coordinado por el cosine Research hasta ahora ha concretado así cada paso de la cadena hasta el módulo de montaje; los módulos completados serán preparados para ser testeados en las instalaciones de rayos X. Créditos: ESA/cosine/SPO consortium.
No hay comentarios:
Publicar un comentario