El comienzo de año está siendo muy positivo para la astronomía de altas energías, con el lanzamiento del satélite indio XPoSat y el observatorio chino Einstein Probe. El primer lanzamiento orbital de 2024 fue la misión PSLV-C58 de la agencia espacial de India (ISRO), que el 1 de enero de 2024 a las 03:40 UTC puso en órbita mediante un cohete PSLV-DL el observatorio de rayos X XPoSat. XPoSat (X-ray Polarimeter Satellite) es un pequeño satélite de 469 kg que se dedicará a realizar medidas de polarimetría en rayos X. Es la primera misión científica de ISRO con esta capacidad y el segundo observatorio orbital de rayos X en la historia lanzado dedicado a la polarimetría (el primero fue el IXPE de la NASA, lanzado en 2021, aunque se centra en energías mucho más bajas y tiene mayor resolución). El estudio de la luz polarizada es habitual en el espectro visible —y en radio— para recabar información sobre las fuentes astronómicas, pero no así en rayos X debido a la complejidad de estudiar la polarización en estas longitudes de onda.

Los rayos X se polarizan por múltiples causas, pero la principal suele ser la presencia de campos magnéticos muy intensos, como los que se encuentran alrededor de estrellas de neutrones —púlsares, magnetares, etc.— y en los discos de acreción que rodean a los agujeros negros. El instrumento principal de XPoSat es POLIX (Polarimeter Instrument in X-rays), que medirá el ángulo y grado de polarización de los fotones de rayos X en el rango de energía de 8 a 30 kiloelectronvoltios (keV). Es el primer instrumento de este tipo que estudiará la polarización en rangos de energía media de los rayos X y ha sido construido en colaboración con el instituto RRI (Ramam Research Institute) de Bangalore. Tiene un ángulo de visión de 3º x 3º y se espera que pueda observar hasta 40 fuentes de rayos X brillantes a lo largo de los cinco años de vida útil de la misión.

El segundo instrumento es XSPECT (X-ray Spectroscopy and Timing), encargado de proporcionar información espectroscópica y de resolución temporal —evolución de las fuentes— en el rango de 0,8 a 15 keV. XPoSat es el último proyecto de ISRO en el estudio de los rayos X, pues en 2015 la agencia lanzó el observatorio AstroSat. En 2027 Europa y Canadá planean lanzar una misión de este tipo más ambiciosa, eXTP (enhanced X-ray Timing and Polarimetry mission).

El siguiente observatorio de rayos X ha sido Einstein Probe, lanzado el 9 de enero a las 07:30 UTC mediante un cohete CZ-2C que despegó desde el centro espacial de Xichang. La Sonda Einstein o Einstein Probe (EP, 爱因斯坦探针, Aiyinsitan Tanzhen) es un satélite chino de 1400 kg construido por la empresa estatal CAST para la Academia China de las Ciencias (CAS) que cuenta con una importante colaboración de la agencia espacial europea (ESA) y el Instituto Max Planck de Alemania (MPE). Se trata del primer observatorio de rayos X que emplea la técnica de «ojos de langosta» en vez de las ópticas rasantes tradicionales. Einstein Probe tiene dos instrumentos principales. Por un lado, tenemos el telescopio de campo amplio WXT (Wide-field X-ray Telescope), que emplea la novedosa tecnología de ojos de langosta para observar gran parte del cielo en rayos X con un enorme campo de visión: 3600 grados cuadrados (una doceava parte del cielo). WXT será sensible a los rayos X con energías de 0,5 a 4 keV y tendrá resolución energética de 170 eV y una resolución espacial de 5 minutos de arco. WXT, de 251 kg, está formado por 12 módulos de 17 kg cada uno —básicamente, cada módulo es un telescopio independiente— y la electrónica común asociada. La distancia focal de cada módulo es de 37,5 centímetros. El otro instrumento es FXT (Follow-up X-ray Telescope), que observará el cielo en las energías de 0,5 a 8 keV con un campo de 60 minutos de arco.

La idea es que WXT capte sucesos energéticos que aparezcan súbitamente para luego ser observados en detalle por el telescopio FXT de forma autónoma. Einstein Probe estudiará fenómenos energéticos transitorios, como por ejemplo, la destrucción de estrellas al pasar cerca de un agujero negros —denominados eventos TDE (Tidal Disruption Event)—, fulguraciones estelares, emisiones de magnetares, las contrapartidas en el espectro electromagnético de sucesos de creación de ondas gravitacionales —fusiones de un agujero negro con una estrella de neutrón o de dos estrellas de neutrones—, la onda de choque inicial de una supernova al colapsar una estrella gigante, núcleos activos de galaxias, sistemas binarios formados por una estrella y un agujero negro (o una estrella de neutrones) y explosiones de rayos gamma inusuales —GRB, especialmente aquellas con exceso de rayos X— y GRB muy lejanas (al estar tan lejos, el corrimiento al rojo ha desplazado la energía de los fotones hasta los rayos X). Además, Einstein Probe podrá detectar agujeros negros inactivos que emiten en rayos X solo esporádicamente.

La óptica «ojos de langosta» es una alternativa a los espejos de óptica rasante (Wolter I) para observar rayos X que permite obtener un gran campo de visión. Frente a los dispositivos de óptica rasante, con un campo de visión reducido, la óptica de ojos de langosta se basa en la luz reflejada por varios segmentos cuadrados de pequeño tamaño dispuestos en la superficie de una esfera. WXT podrá observar casi todo el cielo nocturno en solo tres órbitas (unas cinco horas) y toda la bóveda celeste en seis meses. La tecnología de ojo de langosta está tan poco madura que la Academia China de las Ciencias decidió probarla con el prototipo LEIA (Lobster Eye Imager for Astronomy), formado por un solo módulo del WXT, a bordo del satélite SATech-01, lanzado en la primera misión del cohete Lijian 1 (Kinetica 1) en julio de 2022. Por su parte, el instrumento FXT está compuesto por dos telescopios de óptica rasante de tipo Wolter I construidos conjuntamente entre CAS, ESA y el Max Planck. La óptica está formada por 54 espejos parabólicos e hiperbólicos anidados. Hechos en níquel y cubiertos de oro, han sido fabricados por la empresa Media Lario de Italia. Cada telescopio tiene una óptica similar a los del instrumento eROSITA del observatorio ruso Spektr-RG (actualmente apagado por la ruptura de relaciones con Rusia tras la invasión de Ucrania).

Una vez detectado un evento de emisión de rayos X, la información llegará a la Tierra en menos de diez minutos usando la red china de satélites de posicionamiento Beidou y la red VHF desarrollada por la agencia espacial francesa CNES para otra misión espacial en colaboración con China (la futura SVOM). Gracias a su participación, la ESA dispondrá del 10% del tiempo de observación, mientras que el Instituto Max Planck dispondrá de otro 10%. A cambio, China podrá usar las estaciones de seguimiento de la ESA, incluyendo la estación de Maspalomas del INTA en Gran Canaria. La ESA quiere lanzar a mediados de la próxima década una misión similar a Einstein Probe, pero más potente, denominada THESEUS, aunque todavía no ha sido aprobada. Einstein Probe fue elegida por CAS en 2010 como una de las misiones científicas prioritarias para el nuevo programa espacial científico chino y fue aprobada en 2015. El investigador principal es Yuan Weimin, del Observatorio Astronómico Nacional de China (NAOC). El lanzamiento de EP estaba previsto para noviembre de 2023, pero finalmente se ha retrasado dos meses. La misión primaria de Einstein Probe será de tres años.

Einstein Probe una misión muy interesante que, desgraciadamente, se ha visto salpicada por las consecuencias de la actual guerra fría entre Estados Unidos y China. La ESA ha pasado de puntillas sobre la colaboración en el proyecto y ha recibido la atención justa en las noticias de la agencia. Precisamente, el lanzamiento de Einstein Probe ha sido objeto de polémica al sobrevolar el cohete CZ-2C la isla de Taiwán, disparando por error las alarmas antimisiles. La polémica es un tanto absurda porque el lanzamiento estaba anunciado según los NOTAMs correspondientes y la segunda etapa del CZ-2C sobrevoló Taiwán estando en el espacio a varios cientos de kilómetros de altitud, o sea, fuera del espacio aéreo taiwanés (la primera etapa cayó en territorio de la República Popular). Los lanzamientos espaciales desde Xichang evitan sobrevolar Taiwán por motivos obvios, pero en este caso el CZ-2C hizo una maniobra de tipo dogleg para reducir su inclinación desde los 31,5º hasta los 29º con el fin alcanzar la órbita prevista (una órbita conocida y anunciada desde hace más de un lustro). Sin negar el legítimo derecho de Taiwán a protestar por el sobrevuelo de un cohete civil si así lo considera oportuno, la polémica hay que entenderla como un asunto de clave interna de cara a las próximas elecciones presidenciales de Taiwán. Pero que se haya hablado más de Einstein Probe por este suceso que por sus méritos científicos dice mucho sobre el impacto mediático de esta misión (el propio Instituto Max Planck ha sacado una nota de prensa diciendo que ellos no saben nada del lanzamiento).

Por último, tenemos al observatorio de rayos X japonés XRISM. XRISM (X-Ray Imaging and Spectroscopy Mission, クリズム) es un satélite de 2,3 toneladas que fue lanzado el pasado 6 de septiembre de 2023. Se trata de una versión más sencilla y barata del malogrado observatorio Hitomi (ASTRO-H) que cuenta con participación de NASA y ESA. Aunque ya hablamos del mismo con motivo de su lanzamiento, volvemos a mencionarlo porque JAXA ha publicado las primeras observaciones del telescopio espacial. En concreto, hemos podido ver algunas imágenes del telescopio Xtend y los espectros del espectrómetro Resolve. Xtend ha obtenido una imagen de la emisión en rayos X alrededor del cúmulo de galaxias Abell 2319, a 770 millones de años luz, y que está en proceso de fusión. Por su parte, Resolve nos ha mostrado el espectro en rayos X del remanente de supernova N132D, el más detallado de un objeto de este tipo jamás obtenido.