M.Teresa Ceballos Instituto de Física de Cantabria (CSIC-UC) XMM La Exploración del Universo de Rayos X Valladolid Marzo 2000

Espectro Electromagnético

Radio: electrones en campos magnéticos, hidrógeno (21 cm), moléculas. Infrarrojo: Gas frío, moléculas, radiación de polvo Óptico: Emisión estelar, radiación térmica K, líneas de recombinación Ultravioleta: emisión de estrellas masivas, líneas de fluorescencia (elementos ligeros), radiación térmica K Rayos X/  : radiación térmica (10 7 K) y no térmica. Fluorescencia de elementos pesados Emisión

Procesos de emisión  Radiación térmica: H cuerpo negro H Bremsstrahlung (radiación de frenado)  Radiación no térmica: H Sincrotrón H Scattering Compton Inverso H Líneas (T < 5 x 10 7 K)

Absorción atmosférica

Telescopios de Rayos X

Satélites de Rayos X EINSTEIN ROSAT ASCA CHANDRA

El cielo en rayos X

Cometas Fuentes de Rayos X

Estrellas

Estrellas Eta Carinae: estrella variable optical Chandra

Remanentes de Supernova Fuentes de Rayos X optical Chandra Púlsar en la Nebulosa del Cangrejo

Galaxias Normales Fuentes de Rayos X

Galaxias Activas y Quásares  Agujero Negro central supermasivo  Disco de acreción  Jets relativistas Fuentes de Rayos X

Modelo de un Núcleo Activo Fuentes de Rayos X

Agujeros negros  M > 3 M   Materia no puede escapar : V escape = c  Sólo se “ve” la energía del material que está cayendo  distancia mayor que el “horizonte de eventos” H r g =GM/c 2 (radio gravitacional) H última órbita estable = 6 r g (1.24 r g ) Fuentes de Rayos X

Disco de acreción (I)  Materia gira alrededor del agujero negro, se acelera, colisión entre partículas  T > 10 7 (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 ~ 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 Disco Corona reflexión Fuentes de Rayos X

Efectos relativistas en la línea Fe K  Fuentes de Rayos X MCG Línea muy ancha y desplazada al rojo (fotones a 4 keV): -Efecto Doppler -Redshift gravitatorio: z = E/E = 0.5 Material reflector a R< 6 R g

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 Fuentes de Rayos X

XMM: X-ray Multimirror Mission

E S A Villafranca (SOC)

Instrumentos  Telescopios: H 3 módulos de telescopios de rayos X H 1 monitor optico  Cámaras H European Photon Imaging Camera H Reflection Grating Spectrometer  Consorcio Survey Science Center

Equipo XMM

Telescopios de rayos X Monitor óptico Radiadores EPIC MOS Radiador EPIC pn 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 cm 2  pixels de 150  m  Eficiencia: 90% entre 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  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 H AXIS (I.P.: Xavier Barcons, IFCA)  Desarrollo de programas informáticos de análisis científico H SAS  Procesado de las observaciones

Construcción de XMM (ESTEC)

Embalaje de XMM (ESTEC)

Embarcado hacia Kourou Embarcado hacia Kourou

Descarga en Kourou Descarga en Kourou

Caravana hacia el centro de lanzamiento... Caravana hacia el centro de lanzamiento...

Edificio de montaje final Edificio de montaje final

Llenado de combustible Llenado de combustible

Protector solar Protector solar

La cubierta La cubierta

Órbita de XMM

Lanzamiento de XMM: 10/12/2000

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