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M.Teresa Ceballos Instituto de Física de Cantabria (CSIC-UC)

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.

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Presentation Transcript

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

  2. Espectro Electromagnético

  3. 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

  4. Procesos de emisión • Radiación térmica: • cuerpo negro • Bremsstrahlung (radiación de frenado) • Radiación no térmica: • Sincrotrón • Scattering Compton Inverso • Líneas (T < 5 x 107 K)

  5. Absorción atmosférica

  6. Telescopios de Rayos X

  7. Satélites de Rayos X EINSTEIN ROSAT CHANDRA ASCA

  8. El cielo en rayos X

  9. Fuentes de Rayos X Cometas

  10. Fuentes de Rayos X Estrellas

  11. Fuentes de Rayos X Estrellas Eta Carinae: estrella variable optical Chandra

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

  13. Fuentes de Rayos X Galaxias Normales

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

  15. Fuentes de Rayos X Modelo de un Núcleo Activo

  16. 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)

  17. 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)

  18. 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

  19. Fuentes de Rayos X Espectro de los Núcleos Activos Corona Disco reflexión

  20. 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

  21. Fuentes de Rayos X Cúmulos de Galaxias

  22. Fuentes de Rayos X La Luna

  23. Fuentes de Rayos X El Fondo de Rayos X

  24. Fuentes de Rayos X El Fondo de Rayos X

  25. XMM: X-ray Multimirror Mission

  26. E S A Villafranca (SOC)

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

  28. Equipo XMM

  29. Radiadores EPIC MOS Telescopios de rayos X Radiador EPIC pn Radiadores RGS Monitor óptico

  30. Área Efectiva

  31. Espejos

  32. EPIC pn (I)

  33. 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)

  34. Camino óptico con Reflection Grating Array

  35. 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)

  36. 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)

  37. Monitor Óptico Foto MSSL

  38. 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

  39. Construcción de XMM (ESTEC)

  40. Construcción de XMM (ESTEC)

  41. Embalaje de XMM (ESTEC)

  42. Embarcado hacia Kourou

  43. Descarga en Kourou

  44. Caravana hacia el centro de lanzamiento...

  45. Edificio de montaje final

  46. Llenado de combustible

  47. Protector solar

  48. La cubierta

  49. Órbita de XMM

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