Athena será un poderoso observatorio de rayos X abierto de propósito general con una combinación sin precedentes de área colectora, capacidades de muestreo y resolución energética. Sus capacidades sin precedentes permitirán a la comunidad astronómica abordar una amplia gama de temas astrofísicos. El observatorio liderará la búsqueda de las siguientes preguntas clave, entre otras:

• Determinar la naturaleza de la fuente primaria de radiación de alta energía en los agujeros negros de masa estelar y supermasivos acretantes (Núcleos Galácticos Activos, AGN), y su conexión con los mecanismos de acreción y eyección cercanos al horizonte de sucesos.
• Determinar el mecanismo o mecanismos que regulan la coevolución cosmológica de los agujeros negros en acreción y sus galaxias anfitrionas.
• Medir la densidad espacial de los AGN que dominan el crecimiento de los agujeros negros supermasivos, alcanzando combinaciones de luminosidad y oscurecimiento inexplorados hasta el momento.
• Determinar la cinemática del gas caliente y los metales en halos masivos (cúmulos y grupos de galaxias).
• Mapear las propiedades de los reservorios bariónicos más comunes del Universo, e investigar su evolución y conexión con la red cósmica.
• Determinar los mecanismos de explosión de supernovas, mediante el estudio de su cinemática tridimensional, el estado de ionización y las abundancias en remanentes jóvenes, explorando explorando la física del enriquecimiento y calentamiento del medio interestelar de nuestra galaxia.
• Delimitar sin precedentes la ecuación de estado de las estrellas de neutrones y por tanto explorando el comportamiento de la materia en condiciones extremas de densidad y campo magnéticos.
• Estudiar las interacciones estrella-planeta a través de la actividad magnética estelar en sistemas que albergan exoplanetas.

Aparte de estos temas, se espera que las singulares e impresionantes capacidades de Athena como observatorio abierto impacten profundamente en todos los campos de la Astrofísica. Esto no sucederá de forma aislada, sino aprovechando al máximo las sinergias de Athena con el impresionante conjunto de instalaciones astronómicas multi-mensajero operativas en la segunda mitad de la década de 2030.