Download Sin título de diapositiva

Valladolid Marzo 2000
XMM
La Exploración
del Universo
de Rayos X
M.Teresa Ceballos
Instituto de Física de Cantabria (CSIC-UC)
Espectro Electromagnético
Emisión
Radio: electrones en
campos magnéticos,
hidrógeno (21 cm),
moléculas.
Infrarrojo: Gas frío,
moléculas, radiación de
polvo
Óptico: Emisión estelar, radiación térmica
1000-10000 K, líneas de recombinación
Ultravioleta: emisión de
estrellas masivas, líneas de
fluorescencia (elementos
ligeros) , radiación térmica 104
- 105 K
Rayos X/: radiación
térmica (107 K) y no
térmica. Fluorescencia de
elementos pesados
Procesos de emisión
 Radiación
térmica:
 cuerpo negro
 Bremsstrahlung (radiación de frenado)
 Radiación
no térmica:
 Sincrotrón
 Scattering Compton Inverso
 Líneas (T < 5 x 107 K)
Absorción atmosférica
Telescopios de Rayos X
Satélites de Rayos X
EINSTEIN
ROSAT
CHANDRA
ASCA
El cielo en rayos X
Cometas
Fuentes de Rayos X
Estrellas
Fuentes de Rayos X
Estrellas
Fuentes de Rayos X
Eta Carinae: estrella variable
optical
Chandra
Fuentes de Rayos X
Remanentes de Supernova
Púlsar en la Nebulosa del Cangrejo
optical
Chandra
Fuentes de Rayos X
Galaxias Normales
Fuentes de Rayos X
Galaxias Activas y Quásares
 Agujero
 Disco
 Jets
Negro central supermasivo
de acreción
relativistas
Fuentes de Rayos X
Modelo de un Núcleo Activo
Fuentes de Rayos X
Agujeros negros
M
> 3 M
 Materia no puede escapar : Vescape = c
 Sólo se “ve” la energía del material que
está cayendo  distancia mayor que el
“horizonte de eventos”
 rg=GM/c2 (radio gravitacional)
 última órbita estable = 6 rg (1.24 rg)
Fuentes de Rayos X
Disco de acreción (I)
 Materia
gira alrededor del agujero
negro, se acelera, colisión entre
partículas  T > 107 (M/M)-1/4 K (UV,
RX blandos)
Fuentes de Rayos X
Disco de acreción (II)
 Fotones
emitidos por el disco sufren
scattering Compton inverso en una corona
caliente  rayos X entre ~ 1- 10 keV
 Rayos
X reflejados en el disco: E ~ 10 keV
 Línea
de fluorescencia del Fe K a 6.4 keV
Fuentes de Rayos X
Espectro de los Núcleos Activos
Corona
Disco
reflexión
Fuentes de Rayos X
Efectos relativistas en la línea Fe K
Línea muy ancha y
desplazada al rojo (fotones
a 4 keV):
-Efecto Doppler
-Redshift gravitatorio:
z = E/E0 + 1 = 0.5
Material reflector a R< 6 Rg
MCG -6-30-15
Fuentes de Rayos X
Cúmulos de Galaxias
Fuentes de Rayos X
La Luna
Fuentes de Rayos X
El Fondo de Rayos X
Fuentes de Rayos X
El Fondo de Rayos X
XMM: X-ray Multimirror Mission
ESA
Villafranca (SOC)
Instrumentos
 Telescopios:
 3 módulos de telescopios de rayos X
 1 monitor optico
 Cámaras
 European Photon Imaging Camera
 Reflection Grating Spectrometer
 Consorcio
Survey Science Center
Equipo XMM
Radiadores EPIC MOS
Telescopios
de rayos X
Radiador EPIC pn
Monitor óptico
Radiadores RGS
Área Efectiva
Espejos
EPIC pn (I)
EPIC pn (II)
I.P.: Martin Turner
(U.Leicester, UK)
Cámara CCD
 6 x 2 chips
 64 x 200 pixels/chip
 6 cm x 6 cm =36 cm2
 pixels de 150 m
 Eficiencia: 90% entre
0.5 - 10 keV
 Resolución temporal:
30  (timing) - 40 ms
(full window)
(Foto MPE)
Camino óptico con Reflection
Grating Array
EPIC MOS
I.P.: Martin Turner
(U.Leicester, UK)
Cámara CCD
 7 chips
 600 x 600 pixels/chip
 pixels de 40 m
 Sensible a rayos X
blandos
 Resolución temporal:
1.5 ms (timing) - 3 s (full
window)
(Foto Leicester)
RGS
I.P.: Bert Brinkman
(SRON, Utrech)
RGA
600 elevaciones /mm
 10 x 20 cm
RGS
 0.35 - 2.5 keV
 Pixels de 27 m
 9 MOS chips
(Foto SRON)
Monitor Óptico
Foto MSSL
Survey Science Centre (SSC)

Seguimiento e identificación de las
fuentes descubiertas de forma fortuita
 AXIS (I.P.: Xavier Barcons, IFCA)
 Desarrollo
de programas informáticos
de análisis científico
 SAS
 Procesado
de las observaciones
Construcción de XMM (ESTEC)
Construcción de XMM (ESTEC)
Embalaje de XMM (ESTEC)
Embarcado hacia Kourou
Descarga en Kourou
Caravana hacia el centro de
lanzamiento...
Edificio de montaje final
Llenado de combustible
Protector solar
La cubierta
Órbita de XMM
Lanzamiento de XMM:
10/12/2000
Primeras imágenes
Primeras imágenes
Primeras imágenes
Primeras imágenes
Programa de observaciones
El Futuro… XEUS
Configuración de XEUS
Evolución de XEUS
Los detectores
STJs
TeS
Objetivos científicos de XEUS
Evolución de los pequeños grupos de
galaxias
 Evolución de la síntesis de metales a
través del gas caliente intracúmulo
 Masa, temperatura, densidad,
metalicidad del gas intergaláctico
(espectroscopía de absorción)
 Estudio de los agujeros negros
