L’osservatorio Xrism (X-ray Imaging and Spectroscopy Mission) ha fornito un primo assaggio delle sue capacità d’indagine pubblicando, mesi prima di entrare ufficialmente in operatività, le sue prime osservazioni dell’Universo ottenute grazie al suo potente sguardo a raggi X.
La missione guidata da Jaxa, con la collaborazione di Nasa ed Esa, ha fornito lo spettro a raggi X più dettagliato mai ottenuto di N132D, resto di supernova tra le sorgenti di raggi X più luminose della Grande Nube di Magellano, a circa 160.000 anni luce da noi.

L’innovativo satellite promette di fare luce sui fenomeni più violenti, energici e misteriosi del cosmo, riuscendo a fornire agli scienziati dettagli inediti sulla composizione chimica delle sorgenti che indagherà.
Lanciato lo scorso 7 settembre, il satellite è stato progettato per rilevare i raggi X con energie fino a 12.000 elettronvolt – la luce visibile è di 2 o 3 elettronvolt – e studierà le regioni più calde dell’universo, indagando le strutture più grandi e gli oggetti con la gravità più forte.
Per farlo sfrutterà i due strumenti a bordo, lo spettrometro microcalorimetrico Resolve e il riproduttore di immagini a raggi X ad ampio campo Xtend: ciascuno strumento è situato al centro di un gruppo di specchi a raggi X progettato e costruito al Goddard Space Flight Center della Nasa.

Lo strumento Resolve di Xrism ha creato il più dettagliato spettro a raggi X del resto di supernova N132D, rivelando picchi associati a silicio, zolfo, argon, calcio e ferro. Crediti: Jaxa/Nasa/Xrism Resolve e Xtend

Con un’età stimata di circa 3.000 anni e generato dalla morte di una stella 15 volte più massiccia del Sole, il resto di supernova N132D è stato osservato dallo strumento Resolve, il quale ha rivelato la presenza di silicio, zolfo, calcio, argon e ferro.

«Questi elementi sono stati forgiati nella stella originale e poi spazzati via quando è esplosa come supernova – afferma Brian Williams, Project Scientist di Xrism per Nasa – Resolve ci permetterà di vedere le forme di queste linee in un modo mai possibile prima, consentendoci di determinare non solo le abbondanze dei vari elementi presenti, ma anche le loro temperature, densità e direzioni di movimento a livelli di precisione senza precedenti. Da qui, possiamo mettere insieme informazioni sulla stella originale e sull’esplosione»

Lo spettro a raggi X più che mai dettagliato ora fornito da Resolve dimostra, così, le potenzialità di Xrism grazie a cui, quando entrerà in operatività nell’estate del 2024, potrà fare luce sui fenomeni più oscuri del cosmo.

Lo strumento Xtend di Xrism ha catturato l’ammasso di galassie Abell 2319 nei raggi X, qui rappresentato in viola e delineato da un bordo bianco che rappresenta l’estensione del rivelatore. Crediti: Jaxa/Nasa/Xrism Xtend

Il secondo strumento a bordo è Xtend, l’imager a raggi X sviluppato dalla Jaxa. Lo strumento offre a Xrism un ampio campo visivo, consentendogli di osservare un’area più grande di circa il 60% rispetto alla dimensione media apparente della luna piena. Campo di prova per Extend è stato, in questo senso, Abell 2319, un ricco ammasso di galassie a circa 770 milioni di anni luce di distanza nella costellazione settentrionale di Cygnus.
L’imager di Jaxa ha fotografato l’ammasso di raggi X, il quinto più luminoso del cielo, che attualmente sta subendo un importante evento di fusione.
Con un’estensione di 3 milioni di anni luce, l’ammasso mette in risalto l’ampio campo visivo permesso da Xtend.

Nonostante le grandi performance iniziali, Xrism sta affrontando un problema con uno sportello protettivo di Resolve. Progettato per proteggere il rivelatore prima del lancio, questo sportello non si è aperto come avrebbe dovuto, bloccando così i raggi X a bassa energia. Obiettivo del team sarà quello di comprendere come poter sbloccare lo sportello e fornire a Resolve una apertura completamente libera come prevista.

Immagine in evidenza: Il satellite Xrism ha catturato nei raggi X, grazie allo strumento Xtend, l’immagine del resto di supernova N132D. Al massimo della sua ampiezza, N132D misura circa 75 anni luce. Sebbene sia luminoso nei raggi X, il relitto stellare è quasi invisibile nella vista di sfondo scattata a terra in luce ottica. Crediti:  Jaxa/Nasa/Xrism Xtend