Il telescopio Ixpe al termine dei test. Crediti: Ball Aerospace
L’Imaging X-ray Polarimetry Explorer, in breve Ixpe, è un telescopio spaziale della Nasa – realizzato in collaborazione con l’Asi, l’Inaf e l’Infn – progettato per indagare aspetti sconosciuti di alcuni fra gli oggetti più estremi dell’universo: i resti delle esplosioni di supernova, le stelle di neutroni, i potenti flussi di particelle emessi dai buchi neri in accrescimento e molti altri. Ixpe è anche la prima missione della Nasa progettata per studiare la polarizzazione dei raggi X emessi da vari tipi di oggetti celesti. Misurare la polarizzazione dei raggi X consente di tracciare la storia delle sorgenti di questa radiazione, di delinearne la geometria e ricostruirne i processi fisici all’origine.
Un telescopio, dunque, in grado di raccogliere informazioni doppiamente inaccessibili a noi umani: per la frequenza – i raggi X, ben al di là dello spettro visibile ai nostri occhi, senza contare che l’atmosfera (per nostra fortuna) li blocca – e per la polarizzazione: una caratteristica alla quale non siamo sensibili (o meglio, lo siamo pochissimo). La luce polarizzata è luce le cui onde elettromagnetiche oscillano su un piano preferenziale, e non in modo disordinato come la luce “normale”. Misurare come e quanto la luce è polarizzata offre indizi cruciali sulla sua origine e sull’ambiente che ha attraversato per giungere fino a noi.
Nel caso di Ixpe, la misura della polarizzazione dell’emissione a raggi X da oggetti cosmici aiuterà a trovare risposte a domande che gli astrofisici si pongono da decenni: come ruotano i buchi neri? Quali processi fisici ci sono all’origine dell’emissione X delle pulsar? Cosa alimenta i getti di particelle ad alta energia espulsi dalla regione intorno ai buchi neri supermassicci al centro delle galassie? E a questo proposito: il buco nero al centro della nostra galassia, la Via Lattea, è stato anch’esso in passato un buco nero attivo?
L’Imaging X-ray Polarimetry Explorer (Ixpe). Crediti: Nasa
Le osservazioni di Ixpe consentiranno inoltre di studiare alcune leggi della natura in condizioni estreme, impossibili da riprodurre in un laboratorio qui sulla Terra. La misura della polarizzazione X lo rende uno strumento unico anche per tentare di dare una risposta a domande ancora aperte sulla natura di fenomeni della fisica delle alte energie, sia a grande scala che su scala quantistica.
Finora abbiamo parlato di telescopio spaziale al singolare, ma a essere precisi nel caso di Ixpe i telescopi sono tre, tutti identici, come si vede bene dall’immagine qui sopra. Ciascun telescopio è formato da una serie di specchi cilindrici (così sono fatte le ottiche per raggi X) e da un rivelatore sensibile ai raggi X. Gli specchi raccolgono i raggi X provenienti da oggetti celesti e li focalizzano sui rivelatori, realizzati con una tecnologia “made in Italy”, ai quali spetta il compito di produrre un’immagine della sorgente e misurarne la polarizzazione. I tre specchi sono separati dai rispettivi rivelatori grazie a un braccio estensibile lungo 3,7 metri, che si aprirà quando il satellite sarà giunto a destinazione – in orbita equatoriale a circa 600 km dalla superficie del nostro pianeta.
Da sinistra: Paolo Soffitta, ricercatore Inaf e responsabile scientifico italiano della missione Ixpe, e Giorgio Saccoccia, presidente Asi, al Kennedy Space Center, in Florida. Alle loro spalle, il Falcon 9 di SpaceX pronto a portare Ixpe in orbita. Crediti: Stefano Parisini/Media Inaf
Subito dopo il lancio – in programma fra poche ore dal Kennedy Space Center della Nasa, in Florida – Ixpe aprirà i suoi pannelli solari e avrà inizio la cosiddetta fase di commissioning, durante la quale quale le varie parti del telescopio entreranno in funzione. Per il dispiegamento del braccio occorrerà attendere circa una settimana, ed entro un mese dal lancio il satellite dovrebbe essere pronto per acquisire i primi dati scientifici. Il primo oggetto che osserverà – la cosiddetta “prima luce” – dovrebbe essere il resto di supernova Cassiopea A. Nel corso del primo dei due anni di durata prevista della missione Ixpe studierà una quarantina di oggetti celesti.
Per saperne di più, guarda su MediaInaf Tv la playlist dedicata a Ixpe, con approfondimenti e interviste ai protagonisti italiani della missione: