Il 1 maggio, La navicella spaziale Rossi X-ray Timing Explorer della NASA è rientrata e bruciata nell'atmosfera terrestre. Sebbene non sia così noto al pubblico come Hubble e Chandra, RXTE è tra le missioni astrofisiche di maggior successo della NASA. Negli ultimi 16 anni RXTE ha "ascoltato" continuamente i flussi di radiazioni a raggi X provenienti dai buchi neri, stelle di neutroni e pulsar.

Le pulsar sondano la fisica della materia nelle condizioni più estreme, rispondere a domande non accessibili nei laboratori terrestri. Insieme ai buchi neri, le stelle di neutroni sono responsabili dell'iniezione della maggior parte delle radiazioni ionizzanti - raggi X e raggi gamma - nel mezzo interstellare, ei loro eventi di nascita e morte producono la maggior parte degli elementi più pesanti del ferro. La conclusione sorprendente è che scolpiscono le condizioni necessarie affinché la vita sorga nel cosmo.

Mentre alcuni telescopi osservano le lunghezze d'onda visibili emesse dalle stelle, RXTE si è concentrato specificamente sui raggi X. Rispetto al cielo notturno relativamente immutabile che vediamo con i nostri occhi, l'universo a raggi X è dinamico e pieno di esplosioni, pulsazioni e bagliori. Questa radiazione proviene dalla materia che viene riscaldata a milioni di gradi mentre viene inghiottita dalle "stelle zombie".

Lungi dall'essere super raro, la nostra galassia probabilmente contiene milioni di queste reliquie stellari degenerate, lasciato dopo l'esplosione di stelle massicce durante una supernova. La maggior parte di queste stelle zombie sono invisibili, ma RXTE poteva sentire il "suono" di loro sgranocchiare le stelle vicine!

Potresti conoscere il familiare clic di un contatore Geiger dalle rappresentazioni televisive e cinematografiche di scienziati che lavorano con materiali radioattivi. Allo stesso modo, RXTE era come un gigantesco contatore Geiger, le dimensioni di un SUV, riempito con gas Xenon e una griglia di elettrodi ad alta tensione. Ogni singolo fotone di raggi X che è passato attraverso il gas ha generato un minuscolo impulso di tensione che è stato registrato su un'elettronica sensibile e ha registrato il suo arrivo preciso.

Utilizzando codici informatici basati sulla stessa matematica utilizzata dall'analizzatore di spettro in uno studio di registrazione musicale, astrofisici come me e i miei studenti alla UMass Lowell scansionano il flusso di fotoni in arrivo alla ricerca di schemi. Quindi usiamo la fisica per interpretare i modelli proprio come un cardiologo interpreta una traccia ECG. Possiamo rivelare cosa sta succedendo mentre la materia cade nei buchi neri, o mentre ruota intorno a una stella di neutroni, gli oggetti più densi e magnetici dell'universo.

RXTE ha rilevato molte pulsar:stelle di neutroni che producono raggi X in modo simile alle aurore sulla Terra, ma a energie molto più elevate. Il campo magnetico della pulsar (un trilione di volte più forte del campo terrestre) cattura il vento stellare, un flusso di particelle energetiche da una stella vicina, proprio come il vento solare viene catturato dalla Terra. Il campo magnetico della pulsar quindi accelera queste particelle verso i suoi poli, dove si schiantano e rilasciano la loro energia, illuminando le regioni polari come aurore.

RXTE è morto, ma gli astrofisici stanno esplorando la fisica fondamentale delle stelle di neutroni e dei buchi neri attraverso il suo enorme archivio di dati. Analizziamo i segnali delle pulsar, e il rumore emesso dai buchi neri, usando una combinazione di matematica che include la relatività generale di Einstein, ed elettromagnetismo. Quindi costruiamo modelli di computer che cercano di mappare fisicamente le loro "aurora boreali" a raggi X.

Quando ero uno studente alla fine degli anni '90, abbiamo puntato RXTE su una galassia vicina, la Piccola Nube di Magellano, sperando di scoprire quante pulsar esistevano al di fuori della nostra galassia. Siamo rimasti sorpresi di trovare tre pulsanti contemporaneamente. Il nostro record è diventato sette pulsar attive contemporaneamente, alla fine raggiungendo un totale di più di 50 in quella piccola galassia.

Oggi altre navicelle spaziali, compresa Chandra, Swift e XMM-Newton, immagina il cielo a raggi X, ma non possono fornire quelle "orecchie" a raggi X che coprono tutto il cielo. Siamo al lavoro su una nuova missione chiamata STROBE-X per il lancio negli anni 2020 che ci permetterà ancora una volta di ascoltare la musica.

Questo articolo è stato originariamente pubblicato su The Conversation. Leggi l'articolo originale.