Integral usa la Tierra para investigar la radiación de fondo de alta energía

Los astrónomos creen que la radiación de fondo de alta energía -que no está relacionada con la radiación de fondo de microondas, originada poco después del Big Bang- está producida por numerosos agujeros negros súpermasivos, distribuidos por el espacio profundo. Al ser atraída por estos poderosísimos monstruos la materia emite gran cantidad de energía en forma de rayos X y gamma, como si fuera su 'último grito' antes de caer al agujero.

Con telescopios espaciales de rayos X, como XMM-Newton, de la ESA, se ha podido identificar los objetos cósmicos que contribuyen hasta al 80% de esta radiación de fondo de alta energía. Pero queda por explicar el origen de otra radiación de fondo más alta energía, en rayos gamma. De ahí que se haya encomendado la tarea al telescopio de rayos gamma de la ESA, Integral.

Nunca hasta ahora se había abordado el problema con instrumentos tan avanzados. Integral se ha dedicado a él por entero en cuatro observaciones de 10 horas de duración cada una, entre el 24 de enero y el 9 de febrero pasados. El satélite se mantuvo fijo en el espacio orientado hacia la Tierra, mientras esperaba que el planeta cruzara su campo de visión.

Ahora bien, identificar las fuentes individuales en rayos gamma es mucho más difícil que hacerlo con las de rayos X. Las lentes o los espejos no pueden ser empleados para enfocar o recolectar rayos gamma, simplemente porque éstos los atraviesan como si tal cosa. Así que para producir una imagen en rayos gamma de una fuente Integral recurre a un método indirecto, que consiste en detectar la sombra de una máscara colocada sobre el telescopio como si estuviera proyectada por una fuente de rayos gamma.

De ahí el recurrir a la Tierra. Los científicos usaron el globo terrestre como una máscara adicional. La Tierra bloquea, o oscurece, de forma natural el flujo de más alta energía procedente de millones de agujeros negros distantes. Este flujo, combinado, puede ser medido de forma indirecta, midiendo la amplitud y el espectro de energía del oscurecimiento cuando la Tierra atraviesa el campo de visión de Integral. Con estos datos en la mano los astrónomos pueden tratar de conectar la radiación a fuentes individuales.

Todas las observaciones se completaron con éxito. Todos los instrumentos de rayos X y gamma a bordo de Integral (IBIS, SPI y JEM-X) registraron señales claras e inequívocas, tal y como se esperaba.

Los científicos de Integral están ya analizando los datos. El objetivo es, en última instancia, entender el origen de la radiación de fondo de muy alta energía, y tal vez proporcionar nuevas pistas para entender cómo se desarrollaron los agujeros negros súpermasivos en el universo temprano.

Meses de deliberaciones en ESAC

El proceso que condujo a la decisión de llevar a cabo estas observaciones se prolongó durante más de un año, y no fue nada fácil. La razón es que Integral no está pensado para observar a la Tierra, y en la orientación que esta observación exigía existía el riesgo de no controlar del todo bien el satélite. "Es que en esa posición el satélite está ciego", explica Peter Kretschmar, del Centro de Operaciones Científicas (SOC) de Integral, en el Centro Europeo de Astronomía Espacial (ESAC), en Villafranca, Madrid. "Para orientarse, para saber dónde está, Integral recurre a las estrellas en su campo de visión. Pero en esta observación no podía hacerlo, así que tuvimos que buscar una solución entre nosotros en el SOC y el Centro de Operaciones Espaciales de la ESA (ESOC) en Darmstadt, Alemania, que es desde dónde se envían los comandos al satélite".

También los instrumentos tuvieron que ser operados de manera no habitual, explica Kretschmar, y de hecho uno de ellos, la cámara óptica a bordo de Integral - OMC, el instrumento liderado por un grupo español - no pudo ser usada en absoluto a pesar de las muchas posibles soluciones estudiadas por los técnicos: "Pusimos todo nuestro empeño, pero siempre había un exceso de brillo en alguna franja de la Tierra iluminada por el Sol que impedía que pudiéramos observar con la cámara óptica".

Finalmente, a mediados del pasado mes de diciembre se decidió hacer las observaciones. La decisión no podía esperar más porque si se perdía esta oportunidad los científicos habrían tenido que esperar más de un año para encontrar la Tierra de nuevo en una buena posición para estas observaciones. La campaña de observaciones se planificó en varias fases, de forma que la primera sirviera para comprobar que realmente valía la pena el esfuerzo. "Ahora que todo ha salido bien, podemos decir que por supuesto que ha valido la pena", asegura Kretschmar.