Xmm-Newton, il satellite per raggi X dell’Agenzia spaziale europea. Crediti: Esa
Lanciato con un Ariane V dalla base di Kourou il 10 dicembre 1999, il satellite dell’Agenzia spaziale europea Xmm-Newton compie oggi 19 anni. Diciannove anni nei quali le proposte approvate per il suo utilizzo sono state migliaia, con richieste da poche ore a svariati giorni. Rarissimi, però, i programmi che si sono visti concesso un tempo di osservazione superiore al milione di secondi (pari a circa 12 giorni): si contano sulla dita di tre mani. Il programma Subways (acronimo per Supermassive Black holes Winds in the X-rays), appena approvato, è uno di questi: guidato da Marcella Brusa, ricercatrice all’Università di Bologna e associata Inaf, con i suoi 1.58 milioni di secondi è il terzo di sempre per tempo approvato in un singolo ciclo osservativo di Xmm-Newton – e il settimo di sempre se si considerano anche le proposte approvate su più cicli. Ed è anche il primo progetto così grande guidato da una donna italiana.
«Sono molto contenta di questo successo!», dice Brusa a Media Inaf. «Mi sono presa l’onere di impostare e scrivere il progetto, e ora mi prendo pure il maggiore onore, ma ovviamente il successo è condiviso con tutto il team: se siamo riusciti a fare il colpaccio è grazie al contributo prezioso di tutti». Un team composto da 46 persone, più della metà delle quali lavorano in Italia.
Giorgio Lanzuisi (Inaf Bologna) e Marcella Brusa (Università di Bologna). Crediti: Media Inaf
Negli oltre 18 giorni durante i quali lo avrà a sua completa disposizione, Subways userà il satellite Esa per osservare un campione d’una ventina di quasar nell’universo relativamente vicino (circa 2.5 miliardi di anni luce). L’obiettivo è quello di fare luce sui meccanismi che generano i venti che viaggiano a velocità subrelativistica sulle scale più vicine al buco nero centrale. «Questi venti sono stati battezzati ultra fast outflows (Ufo), perché raggiungono velocità elevatissime, pari o superiori al 10 per cento della velocità della luce. Per fare un paragone, se fossimo nel Sistema solare coprirebbero la distanza Sole-Terra in 1 ora e 20 minuti», spiega uno degli astronomi del team di Subways, Giorgio Lanzuisi, ricercatore all’Inaf Oas di Bologna. «Non è ancora chiaro quale meccanismo sia in grado di accelerare venti così estremi: campi magnetici? Pressione dovuta all’intensa radiazione? Determinare con quale frequenza si verificano e in che modo dipendano dalle proprietà del motore centrale (massa del buco nero, luminosità, tasso di accrescimento), come ci permetterà di fare Subways, è un primo fondamentale passo per poter testare i diversi modelli esistenti».
Finora lo studio degli Ufo si è limitato a pochi oggetti singoli, oppure a grandi campioni di nuclei galattici attivi – meno luminosi dei quasar, e quindi meno rappresentativi della classe di sorgenti ritenuta invece responsabile principale del feedback sulla galassia ospite. Subways permetterà di fare il salto di qualità, osservando per la prima volta e per un tempo adeguato i candidati migliori tra gli oggetti di più alta luminosità, per indagare il fenomeno con un approccio statistico e di studio di popolazione, e per studiare la relazione degli Ufo con i venti che si osservano su più grande scala e in diverse componenti di gas.
Rappresentazione artistica di venti da Agn, con evidenziate le diverse scale spaziali interessate dal fenomeno. Il vento si propaga a partire dalle regioni più interne e vicine al buco nero centrale; a), attraverso il mezzo interstellare; b), fino ai confini della galassia ospite. Subways studierà il fenomeno nella sua fase iniziale, quando il gas è altamente ionizzato, e la presenza di materiale in movimento può essere rivelata in banda X (figura adattata da Cicone et al. 2018, Nature Astronomy, 2, 176)
«Il nostro programma osservativo costituirà un punto di partenza necessario e fondamentale per condurre la futura ricerca sui venti in epoche remote, quando l’universo aveva solo qualche miliardo di anni», promette un altro membro del team di Subways, Luca Zappacosta, ricercatore all’Osservatorio astronomico dell’Inaf di Roma. «Questo ulteriore passo sarà reso possibile in maniera sistematica ed efficiente dall’osservatorio Athena, il telescopio X europeo successore di Xmm-Newton, il cui lancio è pianificato per il 2030».
«Il successo di Subways», conclude Brusa, «è ancora più significativo se si pensa che, nonostante la sua veneranda età, Xmm-Newton rimane ancora il fiore all’occhiello delle missioni spaziali Esa, e attira 7 o 8 volte più richieste di tempo di quelle approvate. Buon compleanno, quindi, Xmm-Newton!».
Per saperne di più:
- Leggi sul sito web dell’Inaf Oas Bologna la news “Il progetto SUBWAYS si aggiudica 1.58 milioni di secondi di tempo XMM-Newton”, con l’elenco di tutti i membri del progetto