La prima mappa del cielo ai raggi X creata grazie allo strumento eROSITA

Il cielo ai raggi X visto da eROSITA
Il Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics (MPE) ha pubblicato una mappa dell’universo a raggi X ottenuta grazie allo strumento eROSITA, che l’istituto ha costruito per il telescopio spaziale Spektr-RG. Questa mappa include circa un milione di oggetti relativi alla parte calda ed energetica dell’universo. Ha una profondità circa 4 volte maggiore rispetto alla mappa precedente di questo tipo e contiene circa 10 volte il numero di fonti energetiche, l’equivalente di quelle scoperte da tutti i telescopi per i raggi X messi assieme in oltre mezzo secolo di osservazioni. Sono stati necessari circa sei mesi perché eROSITA concludesse quest’indagine, che è solo la prima delle otto previste nel corso di circa quattro anni che offriranno informazioni che probabilmente verranno utilizzate per decenni.

Il telescopio spaziale Spektr-RG è stato lanciato il 13 luglio 2019. Il suo strumento principale, eROSITA, è il successore del telescopio per i raggi X ROSAT, che tra il 1990 e il 1991 aveva creato una mappa dell’universo ai raggi X. L’esperienza di quella missione ha contribuito ai notevoli progressi che hanno permesso di costruire lo strumento eROSITA, che ora mostra i suoi primi grandi risultati con una nuova straordinaria mappa.

L’immagine (Cortesia Jeremy Sanders, Hermann Brunner and the eSASS team (MPE); Eugene Churazov, Marat Gilfanov (on behalf of IKI). Tutti i diritti riservati) mostra l’universo energetico visto nel corso di quest’indagine durante il quale Spektr-RG ruotava continuamente fornendo un’esposizione uniforme di circa 150-200 secondo su tutto il cielo. L’intero cielo è proiettato su un’ellisse, nella cosiddetta proiezione Aitoff, con il centro della Via Lattea al centro dell’immagine e il piano galattico lungo una striscia orizzontale. I fotoni raccolti sono stati colorati a seconda della loro energia (rosso per energie 0.3-0.6keV, verde per 0.6-1keV, blu per 1-2.3keV). Il bagliore diffuso rosso che si vede lontano dal piano galattico è originata del gas caldo nelle vicinanze del sistema solare, la cosiddetta Bolla Locale. Lungo il piano della galassia, polvere e gas assorbono i fotoni con le energie più basse, e quindi solo le sorgenti che emettono fotoni con le energie più elevate rimangono visibili e hanno il caratteristico colore blu. Il gas più caldo vicino al centro galattico, mostrato in verde e giallo, contiene informazioni sulla storia dei processi più energetici avvenuti nella storia della Via Lattea, come esplosioni di supernove, che spingono fontane di gas al di fuori del piano galattico, e possibilmente esplosioni di energia avvenute nel passato provenienti dal nostro buco nero supermassiccio, oggi quieto.

Le fonti calde della Via Lattea sono quelle mostrate con i maggiori dettagli tra stelle, anche morte ma più attive che mai come stelle di neutroni e buchi neri, e strutture come il cosiddetto mezzo circum-galattico formato da gas caldo che circonda la galassia. Anche molte fonti delle galassie satellite, come le Nubi di Magellano, sono incluse in questa nuova mappa in grandi quantità e con dettagli molto maggiori rispetto a precedenti osservazioni.

Mara Salvato dell’MPE, che guida lo sforzo di combinare le osservazioni di eROSITA con quelle di altri telescopi che spaziano tutto lo spettro elettromagnetico, ha parlato dell’attesa di avere la nuova mappa completa del cielo. La scienziata ha spiegato che ampie aree del cielo sono state già coperte in molte altre lunghezze d’onda e ora abbiamo i dati corrispondenti ai raggi X. Queste indagini servono per identificare le fonti di raggi X e capire la loro natura. In questo senso, l’indagine offre anche un tesoro di fenomeni rari ed esotici dato che eROSITA vede spesso esplosioni di raggi X provenienti dal cielo ed è necessario avvisare i telescopi al suolo immediatamente per capire cosa le produca.

Questo tipo di indagine può portare alla scoperta di nuovi oggetti e nel caso della mappa generata dallo strumento eROSITA c’è stata la scoperta di una quantità di fonti energetiche equivalente a quelle scoperte da tutti i precedenti telescopi per i raggi X. Ciò rappresenta solo l’inizio degli studi perché gli astronomi di tutto il mondo potranno usare questa nuova mappa per ricerche specifiche. La combinazione di più strumenti è sempre più importante nel campo dell’astronomia, ancor di più con lo sviluppo dell’astronomia multimessaggera, che combina osservazioni di emissioni diverse come quelle elettromagnetiche e quelle di onde gravitazionali.

Rashid Sunyaev, che guida il team russo di Spektr-RG, ha spiegato che il telescopio spaziale ha iniziato la seconda indagine. Ne sono previste otto in totale e la loro combinazione offrirà un’ulteriore profondità nella mappatura dell’universo energetico. Per questo motivo, lo scienziato prevede che le mappe finali verranno usate per decenni in studi di astrofisica e cosmologia. Insomma, possiamo aspettarci che queste indagini permettano di compiere altri passi in avanti nella nostra comprensione dell’universo.

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