JAXA, missione XRISM della NASA pronta al decollo

Jun 08, 2024

Un potente satellite chiamato XRISM (X-ray Imaging and Spectroscopy Mission) è destinato a fornire agli astronomi uno sguardo rivoluzionario sul cielo a raggi X.

Il lancio di XRISM, guidato dalla JAXA (Japan Aerospace Exploration Agency) in collaborazione con la NASA e con il contributo dell'ESA (Agenzia spaziale europea), era previsto su un razzo H-IIA dal centro spaziale giapponese di Tanegashima alle 20:26 EDT di domenica. 27 agosto (9:26 di lunedì 28 agosto in Giappone). [Questo lancio è stato temporaneorinviato.]

"Alcune delle cose che speriamo di studiare con XRISM includono le conseguenze di esplosioni stellari e getti di particelle alla velocità della luce lanciati da buchi neri supermassicci nei centri delle galassie", ha affermato Richard Kelley, ricercatore principale di XRISM della NASA presso il Goddard Space Flight della NASA. Centro a Greenbelt, nel Maryland. “Ma ovviamente siamo molto entusiasti di tutti i fenomeni inaspettati che XRISM scoprirà mentre osserverà il nostro cosmo”.

Su questo lancio c'è anche SLIM (Smart Lander for Investigating Moon) di JAXA, progettato per dimostrare tecniche di atterraggio lunare accurate e "localizzate" da parte di un piccolo esploratore. La NASA ha fornito una serie di retroriflettori laser per SLIM, poiché entrambe le agenzie collaborano nello sforzo internazionale per esplorare ulteriormente la Luna e, in ultima analisi, l'esplorazione umana di Marte.

XRISM rileva i raggi X con energie che vanno da 400 a 12.000 elettronvolt. (Per confronto, l’energia della luce visibile è compresa tra 2 e 3 elettronvolt.)

Questa gamma fornirà agli astrofisici nuove informazioni su alcune delle regioni più calde dell’universo, sulle strutture più grandi e sugli oggetti con la gravità più forte.

La missione ha due strumenti, Resolve e Xtend.

Resolve è uno spettrometro microcalorimetrico sviluppato in collaborazione tra JAXA e NASA. Quando un raggio X colpisce il rilevatore di 6 x 6 pixel di Resolve, la sua energia provoca un leggero aumento della temperatura. Misurando l'energia di ogni singolo raggio X, lo strumento fornisce informazioni sulla sorgente, come la sua composizione, il movimento e lo stato fisico.

Per rilevare questi piccoli cambiamenti di temperatura, Resolve deve operare solo una frazione di grado sopra lo zero assoluto. Raggiunge questo stato in orbita dopo un processo di raffreddamento meccanico a più stadi all'interno di un contenitore di elio liquido delle dimensioni di un frigorifero.

"Resolve sfrutta le tecnologie sviluppate per precedenti missioni a raggi X come Suzaku e Hitomi", ha affermato Lillian Reichenthal, project manager XRISM della NASA a Goddard. “Rappresenta il culmine di anni di lavoro di collaborazione tra JAXA, NASA e altri partner da tutto il mondo”.

Il secondo strumento di XRISM, Xtend, è stato sviluppato da JAXA. Fornirà a XRISM uno dei campi visivi più ampi di qualsiasi satellite per immagini a raggi X volato fino ad oggi, osservando un’area circa il 60% più grande della dimensione apparente media della luna piena. Le immagini raccolte completeranno i dati raccolti da Resolve.

Ogni strumento è al centro di un XMA (X-ray Mirror Assembly) progettato e sviluppato a Goddard.

Le lunghezze d'onda dei raggi X sono così corte che possono passare direttamente tra gli atomi degli specchi a forma di piatto utilizzati per catturare la luce visibile, infrarossa e ultravioletta.

Invece, gli astronomi a raggi X usano specchi curvi annidati e ruotati sui lati. I raggi X saltano dalle superfici come pietre attraverso uno stagno e finiscono nei rilevatori.

Ciascuno degli XMA di XRISM ospita centinaia di gusci di alluminio concentrici, dalla forma precisa, costruiti in quadranti e assemblati in un cerchio. In totale, ci sono oltre 3.200 singoli segmenti di specchio nei due gruppi di specchi.

Dopo il lancio, XRISM inizierà una fase di calibrazione della durata di mesi, durante la quale Resolve raggiungerà la sua temperatura operativa.

"Una volta che XRISM inizierà a raccogliere dati, gli scienziati avranno l'opportunità di proporre fonti da studiare per la missione", ha affermato Mihoko Yukita, astrofisica della Goddard e Johns Hopkins University di Baltimora che lavora per la Guest Observer Facility della NASA per XRISM. "I ricercatori di tutto il mondo avranno accesso al lavoro all'avanguardia che XRISM svolgerà."