Nebulosas, estrellas, galaxias o planetas son objetos celestes que emiten grandes cantidades de energía, cuya observación hace avanzar la investigación espacial y el conocimiento del universo. La astronomía de alta energía, y dentro de ella la de rayos X, es la encargada de observar y estudiar esas fuentes astronómicas en esa banda del espectro, para lo cual los científicos utilizan herramientas cada vez más precisas, como las que desarrolla un equipo del Instituto de Física de Cantabria (IFCA) dentro del proyecto internacional ATHENA 2020.
Bajo el acrónimo de “Integrated Activities for the High-Energy Astrophysics Domain”, esta iniciativa toma el relevo de una línea de investigación anterior, financiada en el marco del programa europeo Horizonte 2020. En ambas, el objetivo es integrar los esfuerzos de los diferentes países implicados en una nueva era de la astrofísica de alta energía, manteniendo a los grupos de I+D+i y a los observatorios que utilizan a la vanguardia de la ciencia y la tecnología. Esto se consigue, concretamente, desarrollando herramientas basadas en inteligencia artificial para el análisis de datos de rayos X.
Un equipo liderado en España por la investigadora del CSIC Maite Ceballos, y en Cantabria por ella y el catedrático de la UC Francisco Carrera, ambos del IFCA, trabaja en dos tareas diferentes del proyecto. “Por un lado lideramos una relativa al análisis de los datos de espectógrafos de alta resolución espectral, buscando mejorar la construcción de la señal frente a lo que se consigue con técnicas tradicionales”, explica Carrera. La segunda línea consiste en aplicar algoritmos para la determinación automática de los “corrimientos al rojo” de esas fuentes, es decir, para determinar a qué distancia se encuentran de nosotros.
Precisión de las observaciones
Todo ello tiene una aplicación directa en la calidad y precisión de las futuras observaciones, con instrumentos tanto terrestres como en órbita. De los segundos es ya veterano -desde 1999- el telescopio XMM-Newton, en cuyos proyectos también han trabajado los científicos del IFCA, y está en marcha la construcción del observatorio ATHENA, cuyo lanzamiento está previsto a principios de la próxima década. Los desarrollos tecnológicos en los que se centra ATHENA 2020 permitirán mejorar los detectores, dispositivos ópticos y herramientas de análisis en beneficio de las misiones espaciales presentes y futuras.
En el proyecto participan un total de 38 socios de 16 países europeos, bajo la coordinación general del Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF) de Italia, además de 4 pymes. La participación española, además del IFCA, incluye a la Universidad de Alicante, al Instituto de Ciencias de Materiales de Aragón y al de Barcelona, involucrando tres paquetes de trabajo: uno sobre actividades formativas y uso de infraestructuras entre los centros; otro de difusión de la investigación; y un tercero de desarrollo de herramientas basadas en inteligencia artificial para el análisis de datos de rayos X.
El trabajo en red y la creación de una plataforma o comunidad interdisciplinar son imprescindibles en esta iniciativa, que aspira a fomentar una mejor explotación de los resultados, así como a fortalecer el rendimiento y la utilización de las infraestructuras. En total se ponen a disposición de los investigadores 30 instalaciones para pruebas instrumentales, análisis de datos y astrofísica computacional, distribuidas por todo el continente europeo.