Questa immagine mostra una "mappa" del cielo notturno in luce soffusa a raggi X in coordinate galattiche, con il Sole posizionato al centro. La linea orizzontale al centro dell'immagine corre lungo il piano della nostra galassia a forma di disco. L'astronomo Dan McCammon dell'Università del Wisconsin e il team di XQC osserveranno la macchia luminosa al centro dell'immagine, cerchiata con una linea tratteggiata. Questa è la parte meridionale di una massa approssimativamente circolare attorno al centro della galassia, tagliata a metà dal gas che assorbe il freddo nel piano della galassia. Credito:Snowden et al., 1997
Agli occhi umani, il cielo notturno tra le stelle appare scuro, il vuoto dello spazio. Ma i telescopi a raggi X catturano una visione profondamente diversa. Come un lontano spettacolo pirotecnico, le nostre immagini del cielo a raggi X rivelano un universo pieno di attività. Alludono a eruzioni cosmiche ancora sconosciute provenienti da qualche parte più in profondità nella nostra galassia.
Per aiutare a trovare la fonte di questi misteriosi raggi X, l'astronomo Dan McCammon dell'Università del Wisconsin e il suo team stanno lanciando il calorimetro quantico a raggi X o lo strumento XQC. XQC farà il suo settimo viaggio nello spazio a bordo di un razzo suborbitale della NASA. Questa volta, XQC osserverà una macchia di luce a raggi X con una risoluzione energetica 50 volte migliore rispetto al passato, la chiave per rivelarne la fonte. La finestra di lancio si apre all'Equatorial Launch Australia's Arnhem Space Center nel Territorio del Nord, Australia, il 26 giugno 2022.
Poiché l'atmosfera terrestre assorbe i raggi X, le nostre prime visioni dei raggi X cosmici attendevano l'era spaziale. Nel giugno del 1962 i fisici Bruno Rossi e Ricardo Giacconi lanciarono nello spazio il primo rivelatore di raggi X. Il volo ha rivelato le prime sorgenti di raggi X oltre il nostro sole:Scorpius X-1, un sistema stellare binario a circa 9.000 anni luce di distanza, oltre a un bagliore diffuso diffuso nel cielo. La scoperta ha fondato il campo dell'astronomia a raggi X e in seguito ha fatto vincere a Giacconi una quota del Premio Nobel per la fisica nel 2002.
Gli scienziati hanno ora mappato il cielo a raggi X in dettagli sempre più fini con l'aiuto di altre missioni a raggi X della NASA. Tuttavia, ci sono diverse macchie luminose le cui fonti sono sconosciute. Per il prossimo volo, McCammon e il suo team punteranno su una macchia di luce a raggi X visibile solo in parte dall'emisfero settentrionale.
"Copre gran parte della galassia, ma dovevamo essere nell'emisfero australe per vedere quella parte del cielo", ha detto McCammon. "Aspettiamo da tempo questa spedizione in Australia."
Gli scienziati ritengono che il cerotto a raggi X provenga da gas caldo e diffuso riscaldato dalle supernove, le brillanti eruzioni di stelle morenti. La missione XQC sta indagando su due possibili fonti, illustrate nel grafico sottostante.
Una possibilità è che i raggi X provengano da gas riscaldato da supernove di "tipo Ia", l'agonia di stelle massicce che vivono da decine a centinaia di milioni di anni. La parte interna della nostra galassia ha una concentrazione sufficientemente alta di questo tipo di supernova da riscaldare il cerotto a raggi X che McCammon sta studiando.
L'altra possibile fonte sono le supernove di "Tipo II". Le stelle dietro la supernova di tipo II sono ancora più massicce, bruciano più luminose e più calde e vivono solo pochi milioni di anni prima di diventare supernova. Si verificano in regioni attive di formazione stellare, come quelle in uno dei bracci a spirale interni della nostra galassia.
Per distinguere queste possibilità, XQC analizzerà la luce a raggi X, alla ricerca di tracce di ossigeno e ferro. Più ossigeno indica supernove di tipo II, mentre meno ossigeno suggerisce supernove di tipo Ia. La fisica dietro è complessa ma alla fine deriva da quanto tempo le stelle hanno bruciato prima di eruttare. Le stelle più piccole dietro le supernove di tipo Ia bruciano più a lungo, lasciando dietro di sé meno ossigeno rispetto alle supernove di tipo II.
Naturalmente, è probabile che il volo acquisisca anche molte più informazioni. "Questa è un'esplorazione con una nuova capacità:vogliamo vedere cosa possiamo vedere", ha detto McCammon. "Ogni volta che osserviamo il cielo a raggi X con una nuova capacità, risulta essere più complicato di quanto supponessimo."
Dopo il volo, il team prevede di recuperare lo strumento. Si ritirerà presso gli Oak Ridge National Labs nel Tennessee, dove aiuterà negli esperimenti di laboratorio.
Questo volo sarà l'ultimo viaggio di XQC nello spazio, ma il primo in assoluto dalla nuova gamma di razzi dell'Arnhem Space Center a East Arnhem, in Australia. XQC fa parte di una campagna a tre missili lanciata dalla gamma a giugno e luglio 2022, il primo lancio della NASA dall'Australia dal 1995. + Esplora ulteriormente
