Un avance en la astronomía: La misión BlackCAT y su impacto en la detección de rayos X
La reciente detección de ondas gravitacionales ha inaugurado una nueva era en el estudio del cosmos. Un aspecto fundamental de esta nueva rama de la astronomía es la capacidad de asociar señales de diferentes tipos, como las ondas gravitacionales y la radiación electromagnética generada por eventos como la fusión de agujeros negros o explosiones de rayos gamma.
Para lograr esta integración de señales multimodales, es necesario contar con nuevos equipos de detección. Uno de los proyectos más destacados en este ámbito es el Telescopio de Apertura Codificada para Agujeros Negros (BlackCAT), que se lanzará a principios de este año, liderado por un equipo de investigadores de la Universidad Estatal de Pensilvania.
BlackCAT tiene como objetivo reemplazar equipos obsoletos que actualmente capturan emisiones de alta energía, como los rayos X en el espacio. Telescopios como Swift y Fermi, que han sido pioneros en este campo, se encontrarán al menos diez años más allá de su vida útil prevista cuando entren en funcionamiento nuevos detectores de ondas gravitacionales. La limitación de estos telescopios envejecidos afecta su capacidad para localizar los análogos electromagnéticos de los eventos de ondas gravitacionales que se esperan detectar con mayor frecuencia.
La misión BlackCAT, propuesta inicialmente en 2018, se diseñó como un CubeSat de 6U, especializado en la detección de rayos X suaves. Estos rayos X son versiones de menor energía de los rayos X duros comúnmente utilizados en la astronomía de rayos X, pero su detección es más sencilla y su localización en el cielo es más precisa, lo que resulta crucial para vincular una señal electromagnética específica con la fuente de un evento de onda gravitacional.
Para lograr la detección de estos rayos X de baja energía, BlackCAT cuenta con dos herramientas clave: un conjunto de cámaras de rayos X CMOS y un imager de máscara codificada. El conjunto de cámaras, conocido como Speedster-EXD, está diseñado para reaccionar rápidamente a las señales, a pesar de tener un tamaño reducido de apenas 2.2 cm2. Sin embargo, esta compacta herramienta es capaz de producir imágenes de 550×550 píxeles y ha demostrado en pruebas terrestres su sensibilidad a las longitudes de onda de rayos X para las que se ha diseñado la misión.
La máscara de apertura codificada, que da nombre a la misión BlackCAT, permite ofrecer un amplio campo de visión al sensor sin necesidad de un punto focal, algo complicado en la detección de rayos X, que no pueden ser enfocados con dispositivos convencionales como lentes o espejos. En su lugar, esta máscara está diseñada con un patrón de áreas «abiertas» y «cerradas» que proyectan sombras sobre el detector. Un software especializado es capaz de reconstruir la imagen original a partir del patrón de sombras detectado.
Este enfoque innovador ha atraído el interés de la NASA, que financió el proyecto en 2021 con una inversión de 5.8 millones de dólares. El detector se integrará en un CubeSat estándar de 6U proporcionado por Clyde Space, que incluye sistemas de potencia, control y ajuste de actitud estandarizados, actuando como la plataforma del detector.
El equipo de investigación de la Universidad Estatal de Pensilvania está en las etapas finales de integración con un vehículo de lanzamiento, y la misión BlackCAT está programada para ser lanzada a inicios de este año. Este avance promete abrir nuevas puertas en la astronomía de rayos X a un costo sorprendentemente bajo, demostrando el potencial de las misiones CubeSat, que, aunque simples y relativamente económicas, pueden lograr resultados significativos en el estudio del universo.
