Observatorios espaciales y de alta energía
Los observatorios espaciales y de alta energía transportan instrumentos por encima de la atmósfera para observar longitudes de onda que esta bloquea, desde el ultravioleta hasta los rayos X y los rayos gamma, y para escapar de su desenfoque y ruido de fondo.
Definition
Los observatorios espaciales y de alta energía son instalaciones astronómicas situadas por encima o más allá de la atmósfera terrestre, o a gran profundidad bajo tierra y bajo el agua, que detectan radiación y partículas inaccesibles o degradadas a nivel del suelo, especialmente el cielo de alta energía y ultravioleta.
Scope
Esta área abarca las plataformas y naves espaciales que albergan telescopios en órbita y más allá, la óptica y los detectores especializados de la astronomía de rayos X y rayos gamma, la instrumentación ultravioleta y los detectores de astronomía de múltiples mensajeros que registran neutrinos, rayos cósmicos y ondas gravitacionales junto con la luz.
Sub-topics
Core questions
- ¿Por qué gran parte del cielo de alta energía y ultravioleta debe observarse desde el espacio?
- ¿Cómo se enfocan o detectan los rayos X y los rayos gamma cuando no pueden reflejarse normalmente?
- ¿Qué exigencias especiales impone el entorno espacial a los instrumentos?
- ¿Cómo extienden los detectores de múltiples mensajeros la astronomía más allá de la luz?
Key theories
- Opacidad atmosférica
- La atmósfera terrestre absorbe casi por completo la radiación ultravioleta, de rayos X y de rayos gamma, por lo que estas ventanas al universo solo pueden abrirse desde el espacio o, para las energías más altas, indirectamente desde el suelo.
- Técnicas de incidencia rasante y de apertura codificada
- Los rayos X se reflejan solo en ángulos rasantes, lo que requiere capas de espejos anidadas, mientras que los rayos gamma se obtienen imágenes con máscaras codificadas o se rastrean en detectores en lugar de enfocarse convencionalmente.
- Procesos de emisión de alta energía
- La interpretación de las observaciones de alta energía se basa en la comprensión de la radiación sincrotrón, la dispersión Compton inversa y el bremsstrahlung térmico de plasmas calientes y relativistas.
Clinical relevance
Los observatorios espaciales y de alta energía revelan agujeros negros, estrellas de neutrones, remanentes de supernovas, gas intraclúster caliente y los eventos más energéticos del universo; junto con los detectores de múltiples mensajeros, han abierto formas completamente nuevas de observar el cosmos.
History
Los cohetes sonda en la década de 1940 alcanzaron por primera vez el cielo ultravioleta y de rayos X, y el vuelo de cohete de Giacconi en 1962 descubrió la primera fuente cósmica de rayos X. Desde entonces, satélites dedicados como Uhuru, grandes observatorios como Hubble y Chandra, y detectores terrestres de rayos gamma y neutrinos han construido la astronomía de alta energía y de múltiples mensajeros.
Key figures
- Riccardo Giacconi
- Bruno Rossi
- Lyman Spitzer
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Seminal works
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- seward2010
Frequently asked questions
- ¿Por qué no se puede realizar astronomía de rayos X y ultravioleta desde la Tierra?
- La atmósfera terrestre absorbe casi por completo la radiación ultravioleta, de rayos X y de rayos gamma antes de que llegue al suelo, lo cual es afortunado para la vida, pero bloquea estas longitudes de onda para los telescopios. Observarlas requiere elevar los instrumentos por encima de la atmósfera en cohetes, globos o satélites.
- ¿Por qué los rayos X no se pueden enfocar con espejos ordinarios?
- Los rayos X que inciden de frente sobre una superficie son mayormente absorbidos en lugar de reflejados. Se reflejan eficientemente solo cuando rozan la superficie en ángulos muy poco profundos, por lo que los telescopios de rayos X utilizan capas de espejos anidadas, en forma de barril, que los rayos rozan para ser llevados a un foco.