Nuevo método para mejorar el procesado de rayos X en la misión Athena
Maite Ceballos forma parte del equipo de la misión espacial, en la que participa el IFCA, y que estudiará el universo caliente y energético en 2037
15-04-2024
Una colaboración internacional liderada por la investigadora del Grupo de Galaxias y AGNs del IFCA, Maite Ceballos, ha desarrollado un nuevo algoritmo para procesar los datos del detector de rayos X “X-IFU” de la misión Athena, que permite mejorar la resolución en energía, reduciendo el número de cálculos.
“Proponemos un nuevo método para calcular la energía de los fotones de rayos X que llegan a uno de los instrumentos de la futura misión Athena, es un método novedoso porque con menos cálculos se obtiene una precisión mayor en la medida de esa energía”, explica Ceballos, investigadora en el grupo de Galaxias del IFCA.
El equipo investigador internacional lo conforman investigadores e investigadoras de la Universidad Complutense de Madrid (UCM), el Centro Nacional de Estudios Espaciales de Francia (Centre national d'études spatiales, CNES), la NASA y el Instituto Nacional de Estándares y Tecnología de Estados Unidos (NIST): Maite Ceballos (IFCA), Beatriz Cobo (IFCA), Nicolás Cardiel (UCM), Stephen Smith (NASA), Michael Witthoeft (NASA), Philippe Peille (CNES) y Malcolm Durkin (NIST).
En el informe científico, que se ha publicado en la revista Experimental Astronomy, “damos el fundamento matemático de por qué es así, algo que va un poco en contra de lo que se sabía hasta ahora, y además lo comprobamos con simulaciones y con datos reales que el personal de NASA y NIST ha conseguido en sus laboratorios”.
Este tipo de detectores, llamados de transición abrupta, son el corazón del instrumento X-IFU de la misión Athena. Una misión observatorio que “va a observar en rayos X las zonas del universo donde la temperatura del gas está a millones de grados y la gravedad es muy intensa, por ejemplo, alrededor de los agujeros negros”, matiza Ceballos. Además, al tratarse de un observatorio, la comunidad científica podrá solicitar tiempo para realizar observaciones de su campo científico.
Un sistema de uso a bordo
La clave de este nuevo método es que está preparado para manejarse a bordo de la misión, donde los recursos computacionales se reducen. “Los datos de esta misión hay que procesarlos a bordo, es decir, esa energía hay que calcularla a bordo, no podemos descargarnos los datos y utilizar un supercomputador”.
De esta forma, este software creado por el equipo investigador, proporciona la energía, localización espacial y tiempo de llegada de los fotones de rayos X que inciden en el detector, con el beneficio de reducir el número de operaciones y logrando resultados iguales e “incluso mejores en muchos casos que otros métodos tradicionales”. Además, este método servirá para otras misiones espaciales que incluyan este tipo de detectores, o en laboratorios que ya están trabajando con ellos y otras misiones que en el futuro los llevarán a bordo.
Se trata de un trabajo conjunto y multidisciplinar, donde cada grupo ha aportado su conocimiento, desde la parte matemática, instrumental y de código, hasta los datos experimentales de NASA y NIST, “al final se mezcla todo este conocimiento para obtener un resultado global y justificado”, concluye Ceballos.
Está previsto que Athena se adopte en 2027 y su lanzamiento sea en 2037.