Per studiare alcuni fenomeni del nostro Universo, in particolare quelli che coinvolgono energie molto alte, è utile osservare nella lunghezza d’onda dei raggi X. C’è una missione che studierà il cosmo proprio nei raggi X che è pronta a partire. Si chiama XRISM, acronimo di X-Ray Imaging and Spectroscopy Mission, collaborazione di JAXA, NASA, CSA ed ESA ed è appena stata annunciata la data di lancio.

Il lancio del satellite, a bordo del vettore H2A n. 47, è previsto per il 26 agosto 2023 dal Tanegashima Space Center giapponese. XRISM è il successore del satellite di osservazione astronomica Hitomi, lanciato nel 2016 ma abbandonato a causa di errori di programma.

Il satellite è lungo 8 metri e pesa circa 2.3 tonnellate. Con le sue prestazioni, mira a chiarire l’origine dell’Universo analizzando vari fenomeni che coinvolgono alte energie, in regioni e oggetti come buchi neri, ammassi di galassie ed esplosioni stellari.

Misurare i raggi X con XRISM

Il carico utile XRISM è costituito da due strumenti:

• Resolve, uno spettrometro a raggi X. Combina un XMA (X-ray Mirror Assembly) accoppiato con uno spettrometro calorimetrico a raggi X. Fornisce una risoluzione energetica non dispersiva di 5-7 eV nella banda passante di 0,3-12 keV, con un campo visivo di circa 3 arcominuti.
• Xtend, un imager a raggi X. Composto da un array di quattro CCD che estendono il campo di vista del satellite a 38 arcominuti su un lato nell’intervallo di energia 0,4-13 keV, utilizzando un identico gruppo specchio a raggi X.

In particolar modo, Resolve misurerà minuscoli cambiamenti di temperatura generati quando un raggio X colpisce il suo rilevatore da 6 per 6 pixel. Per fare ciò, il rilevatore deve raffreddarsi a circa -270°C), solo una frazione di grado sopra lo zero assoluto. Lo strumento raggiunge la sua temperatura operativa dopo un processo di raffreddamento meccanico a più stadi, all’interno di un contenitore di elio liquido delle dimensioni di un frigorifero.

Xtend, l’altro strumento della missione, conferirà a XRISM uno dei campi visivi più ampi di qualsiasi satellite per imaging a raggi X volato fino a oggi, osservando un’area di circa il 60% più grande della dimensione apparente media della Luna piena.

Raccogliendo fino a milioni di raggi X da una sorgente cosmica, Resolve può misurare spettri elettromagnetici ad altissima risoluzione dell’oggetto. Eseguirà la spettroscopia a raggi X con energie che vanno da 400 a 12.000 elettronvolt (per confronto, le energie della luce visibile vanno da circa 2 a 3 elettronvolt), misurando le energie dei singoli raggi per andare a costruire uno spettro. Brian Williams, scienziato del progetto XRISM della NASA, ha spiegato:

Gli spettri raccolti da XRISM saranno i più dettagliati che abbiamo mai visto per alcuni dei fenomeni che osserveremo. La missione ci fornirà informazioni su alcuni dei luoghi più difficili da studiare, come le strutture interne delle stelle di neutroni e i getti di particelle alla velocità della luce alimentati dai buchi neri nelle galassie attive.

Qui maggiori informazioni sulla strumentazione di XRISM.