Dopo due anni di intenso lavoro, guidato dalla divisione di scienze spaziali del Naval Research Laboratory (NRL) degli Stati Uniti, il progetto di un osservatorio spaziale concettuale è diretto alle National Academies of Science, Indagine decennale di Ingegneria e Medicina su Astronomia e Astrofisica, che stabilisce le priorità della comunità astronomica per il prossimo decennio.

Per Tom Maccarone della Texas Tech University, che hanno svolto un ruolo fondamentale nello sviluppo dell'Osservatorio negli ultimi due anni, ora inizia un capitolo altrettanto importante:garantire che i principali responsabili delle decisioni ne comprendano l'importanza.

Lo Spectroscopic Time-Resolving Observatory for Broadband Energy X-rays (STROBE-X) è un concetto di missione per un osservatorio a raggi X specializzato nella variabilità temporale rapida. Il satellite raccoglierebbe informazioni dai buchi neri, stelle di neutroni, eventi transitori ed esplosioni cosmiche come la violenta distruzione di stelle nella morsa di buchi neri e collisioni binarie di stelle di neutroni. Il costo stimato per costruire l'osservatorio è di 880 milioni di dollari.

"Speriamo che il sondaggio decennale dica specificamente che STROBE-X dovrebbe essere fatto, " disse Maccarone, Professore di eccellenza nella ricerca presidenziale presso il Dipartimento di fisica e astronomia del Texas. "Ma anche se si limitasse a dire che il timing e la spettroscopia dei raggi X ad alta area di raccolta sono importanti, dovremmo avere buone possibilità di far volare la nostra missione".

Paolo Raggi, un astronomo con la sezione Astrofisica e applicazioni delle alte energie di NRL, ha condotto lo studio per il concetto di missione STROBE-X.

"Le condizioni fisiche in sistemi esotici come i buchi neri e le stelle di neutroni sono impossibili da ricreare in qualsiasi laboratorio terrestre, " disse Ray. "Allora, una missione come questa è il modo migliore per espandere la nostra comprensione".

Il concetto di missione STROBE-X richiede un agile 5, Satellite da 000 chilogrammi con monitor ad ampio campo per rilevare e localizzare eventi transitori e monitorare lo stato di sorgenti variabili. Queste osservazioni attiverebbero il satellite per addestrare il suo enorme, strumenti primari su un oggetto di interesse. Risponderebbe anche alle notifiche degli osservatori a terra.

Gli strumenti primari avrebbero più di 10 volte l'area di raccolta dei precedenti strumenti a raggi X, tecnologia resa possibile dagli ultimi progressi nei rivelatori di raggi X a stato solido e nell'ottica leggera di concentrazione dei raggi X. Le misurazioni con questi strumenti possono determinare lo spin dei buchi neri, il raggio delle stelle di neutroni e gli elementi creati negli eventi esplosivi.

Maccarone ha guidato lo sviluppo del caso scientifico STROBE-X durante lo studio della missione. Prevede che nel 2020 molte nuove strutture esamineranno regolarmente il cielo a diverse lunghezze d'onda, ricerca di sorgenti transitorie e variabili.

Ha detto che questo rappresenta un cambiamento dall'astronomia tradizionale, con un'enfasi su osservazioni molto profonde di singoli oggetti, alla scienza dei big data.

"STROBE-X, con il suo monitoraggio a raggi X ad ampio campo e la risposta rapida, sarà una capacità fondamentale nell'era dell'astronomia nel dominio del tempo, " disse Maccarone.

La tecnologia per lo strumento principale su STROBE-X è già stata dimostrata dal Neutron Star Interior Composition Explorer, un carico utile collegato alla Stazione Spaziale Internazionale dal 2017.

Secondo Colleen Wilson-Hodge, un membro del team di studio presso il Marshall Space Flight Center della NASA, STROBE-X sarebbe uno strumento vitale nell'era dell'astrofisica multi-messaggero.

"Nel corso della storia abbiamo imparato a conoscere le stelle guardando la loro luce, prima visivamente, poi con lunghezze d'onda che vanno dalle onde radio ai raggi gamma, " ha detto. "Il recente sviluppo di onde gravitazionali e rivelatori di neutrini ha ampliato l'astronomia oltre le sole onde elettromagnetiche. STROBE-X fornirebbe il contesto elettromagnetico per quei fenomeni."

Lo studio STROBE-X è stato finanziato dalla NASA e condotto da scienziati e ingegneri dell'NRL, Tecnologia del Texas, Istituto di Tecnologia del Massachussetts, Il Marshall Space Flight Center della NASA e il Goddard Space Flight Center della NASA.

I partecipanti finanziati sono stati supportati da una collaborazione di oltre 130 scienziati provenienti da numerose istituzioni statunitensi e internazionali che hanno contribuito a sviluppare e perfezionare il caso scientifico della missione.

Lo studio STROBE-X ha anche beneficiato della collaborazione in corso con scienziati europei dall'Italia, Spagna, Danimarca e Regno Unito, che ha sviluppato la tecnologia del rivelatore e i progetti per due degli strumenti come parte di uno studio dell'Agenzia spaziale europea su una missione chiamata Large Observatory For X-ray Timing, o LOFT.