Pronto al lancio un nuovo telescopio spaziale a raggi-X

Un satellite giapponese che promette di far luce su alcuni dei più tumultuosi angoli del cosmo ha raggiunto la rampa di lancio del centro di Tanegashima. Il satellite ASTRO-H, grande quanto un bus, offrirà agli astronomi l'opportunità di monitorare i gas incandescenti attorno a buchi neri, ammassi galattici e resti di supernove.

"È l'inizio di un nuovo ramo nell'astronomia ai raggi-X," spiega Andrew Fabian dell'Università di Cambridge. Mentre i suoi predecessori (vedi XMM-Newton) erano stati progettati per mappare singole sorgenti puntiformi, quali un buco nero o una stella di neutroni, ASTRO-H sarà la prima sonda in grado di raccogliere le radiazioni provenienti da strutture celesti diffuse, come nubi di gas. "Sarà spettacolare," commenta Graziella Branduardi-Raymont dell'University College London.

Così come ASTRO-H osserverà alcuni degli ambienti più violenti dell'Universo, la strada che ha portato alla sua missione non è stata delle più tranquille. Nel 2000, il suo collega e connazionale ASTRO-E era finito nel Pacifico, in seguito al fallimento del veicolo di lancio. Nel 2005, la missione Suzaku aveva perso uno dei suoi strumenti più importanti alcune settimane dopo essere entrato in azione. "È dal 1999 che non lanciamo un grande osservatorio di raggi-X," spiega Fabian, facendo riferimento all'anno che vide il lancio di XMM-Newton e Chandra.

ASTRO-H, frutto di una collaborazione con la NASA, è dotato di sei telescopi e strumenti in grado di ricevere raggi-X molli, raggi-X duri e raggi gamma. La punta di diamante della missione è lo spettrometro di raggi-X molli, l'SXS, lo stesso strumento che era andato distrutto sull'ASTRO-H e che si era guastato su Suzaku. Lo strumento comprende un calorimetro in grado di determinare l'energia di ciascun fotone di raggi-X in entrata misurando la risposta termica del materiale assorbente. Grazie a questa tecnica, lo strumento vanta una risoluzione spettrale 30 volte superiore rispetto a quella dei suoi predecessori. Tuttavia, misurazioni così precise richiedono che il calorimetro sia mantenuto appena 0.05 gradi al di sopra dello zero assoluto, il che significa dover utilizzare sofisticati sistemi di raffreddamento.

Uno degli obiettivi della missione è osservare il gas catturato all'interno degli ammassi galattici. "La maggior parte del gas nell'Universo non va a formare le stelle," prosegue Fabian. "Invece, si trova tra una galassia e l'altra ed è difficile da osservare." I delicati equilibri gravitazionali all'interno degli ammassi galattici fanno sì che il gas venga tirato da una parte all'altra e che, di conseguenza, si surriscaldi fino a raggiungere temperature di milioni di gradi e risulti brillante nella porzione dei raggi-X dello spettro elettromagnetico. Studiando questo gas in dettaglio, SXS ne rivelerà la composizione chimica e traccerà i suoi movimenti all'interno degli ammassi. Queste preziose informazioni permetteranno agli astronomi di comprendere il ruolo dei gas interstellari nella formazione stellare e galattica e capire come l'Universo abbia raggiunto la sua composizione chimica attuale.

Un altro bersaglio di ASTRO-H saranno i nuclei galattici attivi (AGN), galassie alimentate da buchi neri supermassici. Suzaku e XMM-Newton hanno raccolto indizi sulla presenza di flussi rapidissimi di gas che si staccano da questi nuclei attivi. ASTRO-H sarà in grado di studiare in dettaglio le dinamiche e le velocità di questi flussi. Con queste osservazioni, gli astronomi sperano di riuscire a capire perché "la massa di una galassia è strettamente correlata alla massa del buco nero supermassiccio centrale," spiega Ken Pounds dell'Università di Leicester.

Infine, ASTRO-H tenterà di risolvere il mistero delle radiazioni a 3.55 keV di energia emesse da Andromeda e da altre galassie. Gli astronomi sospettano che queste radiazioni possano provenire dall'annichilazione di particelle di materia oscura. ASTRO-H sarà in grado di rilevare la firma di un'eventuale moto rotatorio che scagionerebbe la materia oscura. "La risoluzione di ASTRO-H ci permetterà di effettuare un test diretto alla teoria della materia oscura," commenta Masahiro Takada dell'Università di Tokio. Ma, come spiega Fabian, "sull'agenda di ASTRO-H ci sono un fantastiliardo di altre cose." E poi, chissà: come dice Takahashi, "abbiamo molte buone ragioni per voler ASTRO-H, ma la mia speranza è che troveremo qualcosa di completamente inaspettato."

Il lancio di ASTRO-H è attualmente previsto per le 9:45 ora italiana del 17 Febbraio. La finestra di lancio si chiuderà 45 minuti più tardi.