Descubrimiento e importancia de los rayos X

En Noviembre de 1895, William Roentgen, al estudiar la producción de electrones en haces conocidos como rayos catódicos, se dió cuenta de un misterioso tipo de radiación no observada anteriormente. La llamó rayos X y este nombre ha perdurado. Max von Laue demostró en 1912 que estos rayos son, al igual que la luz y las ondas de radio, un tipo de radiación electromagnética. El descubrimiento de los rayos X, por el cual Roentgen recibió el premio Nobel en 1901, ha tenido repercusiones en muchas áreas del conocimiento:

-En física de Materia Condensada, la difracción de rayos X por un cristal nos da información de la localización de átomos en ese cristal.

-En Biofísica Molecular, los estudios de difracción de rayos X han ayudado a elucidar la estructura del ADN (Acido Desoxirribo Nucléico) y de un gran número de proteínas. El automatizar y digitalizar este proceso ha permitido crear un enorme banco de datos tal, que ahora el crecimiento de mapas de rayos X de estructuras biológicas aumenta a una tasa de centenares de mapas por año, beneficiando directamente el diseño de nuevas medicinas.

-En Medicina, los rayos X son fundamentales en diagnósis y terapia. La tecnología de tomografías de rayos X computarizada, en constante avance, permite obtener imagenes cada vez mas claras de tumores.

La astronomía también ha sido fuertemente influenciada por el descubrimiento de Roentgen, a pesar de que los rayos X provenientes de objetos celestes no pueden penetrar la atmósfera de la Tierra. En 1962, utilizando detectores a bordo de un cohete, se encontró la primera fuente de rayos X, denominada Scorpius X-1. Con los primeros observatorios espaciales de rayos X fué posible detectar este tipo de emisión proveniente de un gran número de estrellas binarias, es decir sistemas de dos estrellas girando una alrededor de la otra. Paulatinamente los científicos se percataron de la posibilidad de observar rayos X provenientes de sistemas binarios conteniendo un hoyo negro.

Los hoyos negros son objetos predichos por la teoría general de la relatividad que tienen un campo gravitacional tan intenso que nada, ni siquiera la luz puede escapar de ellos. De hecho, hace 200 años Laplace ya concebía la posible existencia de este tipo de objetos. La dificultad intrínseca de observar un hoyo negro radica justamente en que es negro, es decir la radiación no puede escapar de ellos. La única forma que tenemos para detectarlos es observar gas que está cayendo dentro de un hoyo negro. De hecho el mejor lugar para observar este fenómeno es en un sistema binario en el cual la estrella compañera le cede gas al hoyo negro, el cual literalmente lo devora. Sabemos que al caer, este gas se calienta a temperaturas de millones de grados, emitiendo rayos X. Los astrónomos han observado rayos X de muchos sistemas de estrellas dobles y tienen identificados a cerca de una docena como probables hoyos negros. El mas famoso de estos objetos es Cygnus X-1.

Vale la pena mencionar que la astronomía de rayos X va mucho mas allá de la búsqueda de hoyos negros. Hoy en día sofisticados instrumentos, como el satélite alemán ROSAT, observan rayos X provenientes de ráfagas solares, estrellas, pulsares, cuasares y cúmulos de galaxias. De hecho conocemos ya mas de 100 000 fuentes de rayos X. La astronomía contemporánea, al igual que otras áreas de la sociedad, difícilmente puede imaginarse sin el estudio de los rayos X.

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