La astronomía de Rayos X, ha permitido a la humanidad comprender como es el comportamiento de la energía emanada del universo a través de las estrellas, los planetas, las galaxias y los agujeros negros, desde la tierra pareciera un espacio tranquilo, pero a través de los rayos X, entenderemos cuán rápido se mueven.
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Introducción
En el año de 1895, el físico de nacionalidad Alemana Wilhelm Conrad Roentgen, mientras trabajaba en su laboratorio analizando los rayos catódicos, que es la corriente de electrones en tubos con descarga gaseosa de alto voltaje, los cuales se ubicaban dentro de un cajón negro, pudo observar que en una lámina de platinocianuro de bario que es un compuesto químico de sal de anión el cual contiene iones de carga positiva, emitía luminosidad.
Esta lámina exponía una luz fluorescente cada vez que los tubos catódicos se encendían, tras analizar y verificar la situación en varias oportunidades, estableció que la luz fluorescente era emitida por una radiación de energía que se propagaba en el ambiente, la cual según sus estudios determinó que tenían más fuerza de penetración que los rayos ultravioletas que son radiaciones generados por el Sol, los cuales también son conocidos como rayos UV.
Wilhelm Conrad Roentgen denominó a la energía que provocaba esa luz fluorescente, rayos invisibles o “Rayos X”, haciendo referencia que no conocía su procedencia. Posteriormente los especialistas de la Academia de Física, llamaron a los Rayos X, rayos Roentgen, en honor a su descubridor y abriría el camino a la astronomía de Rayos X.
¿Qué son los rayos x?
La denominación de los “Rayos X”, se deriva porque en el proceso de su descubrimiento se presentó como una incógnita en una ecuación, donde se buscaba descubrir un valor establecido como “X”.
Sin embargo, los Rayos X, son literalmente fotones, lo que implica que son átomos de luz en forma de energía lumínica y se transforma en onda electromagnética que son cargas eléctricas en movimiento como por ejemplo los rayos gamma, ultravioleta y Rayos X.
La teoría astronomíca de los Rayos X
Esta ciencia es una rama de la astronomía teórica que se encarga del uso de la metodología para el estudio de la física y de la química con la finalidad de identificar objetos y fenómenos astronómicos como sistemas planetarios, nebulosa, galaxias lunas estrellas, etc. La teoría de la astrofísica que utiliza la física y la química para determinar las posiciones y movimientos de la masa en el espacio y por último la teoría de la astroquímica, que se encarga de la generación de Rayos X, y estudia las reacciones de las moléculas en el universo y su relación con la radiación.
Como se puede observar para la investigación de la astronomía de Rayos X, se requiere el amalgamiento de diferentes áreas de la investigación, con el objeto de poder llevar a cabo los modelos analíticos en el uso del lenguaje matemático para definir el comportamiento de las fuentes de Rayos X.
Igualmente se requiere del conocimiento de las diferentes ramas de la astronomía para crear o transformar los datos recolectados, esta información es lo que permitirá establecer qué es lo qué se está estudiando, qué es lo que está sucediendo, a qué distancia se está presentando los hechos y qué elementos están interactuando entre otras investigaciones.
¿Qué estudia la astronomía de Rayos X?
La astronomía de Rayos X, es la rama de la astronomía, que se ocupa del estudio, análisis, observación y detección de objetos astronómicos como planetas, nebulosas, estrellas, entre otros, por lo tanto, es la ciencia de la astronomía espacial, utilizando para este fin la energía generada de los Rayos X.
Debido a que la atmósfera no permite la entrada de los Rayos X, esta ciencia nació y se desarrolló a inicios de los años 60, con el nacimiento de la era espacial y el lanzamiento de los primeros cohetes fuera de la atmósfera de la tierra, está ciencia está catalogada como la astronomía de alta energía, ya en que en sus estudios intervienen fuentes astronómicas generadas de la radiación, emitida por los rayos gamma, ultravioleta y en especial los Rayos X.
Para la aplicación de la astronomía de Rayos X, se utilizan telescopios espaciales los cuales tienen la capacidad de observar más allá que los telescopios convencionales cuya característica para su funcionamiento es a través de la absorción de la luz.
Por medio de los telescopios espaciales, los astrónomos utilizan la energía de los rayos X, para estudiar de una manera científica e inmediata el comportamiento del universo de una forma más amplia.
Para lograr estos estudios es imprescindible que el telescopio se ubique fuera de la atmósfera de la tierra y esta acción se realiza a través de globos, cohetes y satélites, los cuales ubican los telescopios que absorberán la energía de los Rayos X y permitirá observar el universo.
El primer estudio de astronomía con un telescopio que filtraba los Rayos X, se efectuó en el año de 1962, y se pudo observar Scorpio X-1 el cual se ubica en la constelación de Escorpio, en el centro de la Vía Láctea que es donde se encuentra el sistema solar y está ubicado nuestro el planeta Tierra.
Por medio de la astronomía de Rayos X, se pudo determinar que Scorpio X-1, es 10.000 veces más grande que lo observado con los telescopios convencionales, este descubrimiento le otorgó el premio Nobel de Física al italiano Riccardo Giacconi, por su aportación en el área de la astrofísica en el hallazgo de los principios cósmicos de rayos X.
En el año de 2005 se llevó a cabo un experimento con especialistas en astronomía de Rayos X, a través de un globo para la observación del espacio por un periodo de 25 horas y se pudo observar a Tau X-1 que contiene la masa y los gases residuales de la explosión de la nebulosa del Cangrejo.
Por medio de astronomía de Rayos X, se pudo conocer que la energía emitida por los rayos X, es 100.000 veces más potente que las energías emanadas por el sol en todas sus longitudes de onda, lo que quiere decir que es la distancia que recorre la onda hasta llegar a un punto determinado.
En estos momentos se encuentran dos telescopios en el espacio, uno es el XMM Newton colocado por la Nasa y el Chandra perteneciente a la Agencia Espacial de Europa.
Los estudios arrojados por estos telescopios están demostrando que los Rayos, provienen de fuentes de gases primordialmente del hidrógeno, con temperaturas establecidas como de millones de grados Kelvin que es la escala para determinar la temperatura termodinámica que se relaciona con la energía cinética y que mide el grado de calor provocado por las partículas a través de vibraciones.
Inclusive a través de las investigaciones realizadas por medio de la astronomía de los Rayos X, se puedo establecer que estos rayos se producen de la energía liberada de las de galaxias en formación o galaxias jóvenes, éstas son el conjunto de estrellas, materia cósmica y energía agrupada en un espacio determinado en el universo.
Los astrónomos especialistas en Rayos X, por medio de estos telescopios espaciales han podido estudiar el universo, de una manera más amplia, han determinado como se establecen las diferentes masas de los elementos del universo como las estrellas, las galaxias y el polvo cósmico.
Han determinado como se proyecta la energía y como es la influencia de estas energías más allá de la vía láctea, se han podido observar otros sistemas de galaxias como Andrómeda, Magallanes y Triángulo entre muchas otras.
Uno de los aspectos más importantes de los estudios a través de la astronomía de Rayos X, es que no se limita a la simple observación de la parte externa del elemento investigado, éste va más allá, permite analizar los elementos de la parte central o del corazón de las propias galaxias.
A través de esta ciencia, se puede observar de manera directa los agujeros negros, los cuales se ubican en un espacio determinado en el universo, éstos tienen la característica que contienen fuerza de gravedad como la tierra, y todo lo que este a su alrededor es succionado hacia su centro, por esta razón se le denomina agujero porque lo que penetre en su masa no puede salir y negro porque inclusive atrapa la luminosidad cercana del universo.
Igualmente se puede observar cómo explotan las estrellas, las galaxias, las radiaciones que éstas generan, los accidentes cósmicos que es cuando dos materiales cósmicos, sean estos estrellas, planetas, galaxias o agujeros negros tienen una misma ruta que los llevará a una colisión, como cambian de forma la galaxia.
Los especialistas están asombrados y maravillados de la utilidad de los Rayos X, para comprensión del universo, indican que se puede apreciar los cambios del universo de una semana a otra, de una manera directa a la velocidad de la luz.
Características de los Rayos X
A continuación le vamos a indicar cuales son los elementos que caracterizan los Rayos X:
- Sus dimensiones están entre los 0.01 a 10 nanómetros. Un nanómetro (nm) es igual a 0.000000001 metros.
- Las partículas son de tamaño muy pequeño, es más pequeño que la luz que se ve cuando se sacude el polvo en una ventana, cuando es traspasada por un rayo de luz solar.
- En invisible a simple vista.
- La onda de la frecuencia electromagnética de las partículas es muy rápida, por lo que genera mayor radiación, está situación es la que la que la convierte en unas de las energías que genera más calor y la convierte en una de las más peligrosas.
- Los Rayos X se dividen; en Rayos X duros los cuales tienen una dimensión de .001 a 0.1 nm y Rayos X suaves entre 01 y 10nm.
- Son extremadamente calientes, se inician con una temperatura de 1 millón de grados Kelvin hasta más de 100 millones.
- Los Rayos X contienen una alta radiación, sin embargo, no pueden penetrar los elementos contenidos en la atmósfera cómo, por ejemplo: el oxígeno, el nitrógeno, el argón, el dióxido de carbono CO2, el vapor de agua, el neón, el helio, el kriptón, el hidrógeno, y el ozono.
- Por el tamaño de sus partículas y a través de los telescopios espaciales, permite ver el universo en un tiempo real de 24 horas de diferencia.
- Por el tamaño de sus partículas, permite contemplar reacciones en el espacio donde no se cumplen las leyes de la física cómo, por ejemplo: la Leyes de la Inercia, la Acción y la Reacción.
- Los Rayos X puede atravesar el cuerpo humano, con la finalidad de realizar estudios radiológicos, sin embargo, su exposición no controlada puede provocar graves enfermedades como el cáncer.
¿Cómo funcionan ?
El medio interestelar está compuesto por materia, gases y radiación, los cuales están haciendo vida en el espacio, en este lugar se ubican los gases ionicos, atómicos y moleculares. Para que los Rayos X entren en funcionamiento, se debe establecer en primer lugar el modo de la observación, que como ya se mencionó tiene que estar ubicado fuera del espacio extraterrestre.
Una vez establecido el telescopio, éste despliega unas alas de espejos muy brillantes cada una con la dimensión aproximada de los telescopios convencionales de los que se utilizan en los observatorios astronómicos en la tierra y a través de estos espejos en ángulos diminutos, permiten que los rayos reboten a través de gases calientes y son absorbidos por el telescopio y éste lo convierte en Rayos X.
Este gas caliente generado de los Rayos X, detecta las longitudes de lo que se desea estudiar y es lo que permite la observación de los diferentes gases de los núcleos dinámicos de los cúmulos de galaxias que son las diferentes materias físicas y gases que contiene una galaxia, las estrellas de neutrones que es el residuo existente después de un accidente galáctico el cual se agota su energía y explota como una supernova, así como todos los elementos que se puedan encontrar en el espacio.
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