Un milione di sorgenti di raggi X che rivelano la natura dei fenomeni piu’ energetici nell’universo: questa è l’impressionante raccolta della prima scansione dell’intero cielo con il telescopio eROSITA a bordo della SRG

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1 L’immagine
1.1 Un compito arduo

Il telescopio a raggi X eROSITA ha fornito una nuova visione nitida dei processi caldi ed energetici nell’Universo. Nel corso di 182 giorni, eROSITA ha completato la sua prima scansione completa del cielo iniziato circa un anno fa. Questa nuova mappa dell’universo caldo ed energetico contiene più di un milione di oggetti (pubblicata a giugno 2020). Si tratta del doppio delle sorgenti sorgenti a raggi X scoperte nel corso dei 60 anni di storia dell’astronomia a raggi X! Il tutto in soli sei mesi! La maggior parte delle nuove sorgenti sono nuclei galattici attivi a distanze cosmologiche, le cui emissioni hanno origine dalla materia risucchiata da giganteschi buchi neri posti al loro centro.

“Questa immagine a tutto cielo cambia completamente il modo in cui guardiamo all’universo energetico“, afferma Peter Predehl, Principal Investigator di eROSITA presso il Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics (MPE). “Abbiamo una tale abbondanza di dettagli, la bellezza delle immagini è davvero sbalorditiva“.

Universo
Figura 1: l’universo nei raggi X. La prima immagine di tutto il cielo di eROSITA è stato ottenuta dopo un periodo di sei mesi, lasciando che il telescopio ruotasse continuamente, fornendo così un’esposizione uniforme di circa 150-200 secondi per ogni porzione del cielo. Credit: Jeremy Sanders, Hermann Brunner e l’eSASS-Team (MPE); Eugene Churazov, Marat Gilfanov (IKI)

L’immagine

Questa prima immagine completa del cielo da eROSITA è circa 4 volte più profonda della precedente indagine del telescopio ROSAT di 30 anni fa, e ha rilevato un numero di sorgenti di raggi-X circa 10 volte maggiore. Guardando all’esterno della nostra Galassia, la maggior parte delle sorgenti di eROSITA sono nuclei galattici attivi, intervallati da ammassi di galassie. Questi ultimi appaiono come aloni estesi di raggi X che brillano grazie al gas caldo confinato dalla loro enorme concentrazioni di materia oscura. 

L’immagine rivela dettagliatamente la struttura del gas caldo nella stessa Via Lattea, e il mezzo circumgalattico, che lo circonda, le cui proprietà sono fondamentali per comprendere come la nostra Galassia si sia formata. La mappa a raggi X di eROSITA rivela anche stelle con corone calde e magneticamente attive, stelle binarie a raggi X contenenti stelle di neutroni, buchi neri, nane bianche e spettacolari resti di supernova nella nostra e in altre galassie vicine, come le nuvole di Magellano. L’indagine è anche un tesoro di fenomeni rari ed esotici, come novae, x-ray bursts e stelle che vengono inghiottite dai buchi neri.


Figura 2. Pannello superiore: immagine di tutto il cielo basata sui dati del satellite “Gaia”, nel visibile. Pannello in basso: la stessa immagine di tutto il cielo nei raggi-X gia’ presentata in figura 1, ma con alcuni oggetti noti evidenziati. Alcuni di questi oggetti sono anche rintracciabilil nell’immagine di Gaia tramite un rapido paragone. Credit: ESA/Gaia/DPAC, MPE, IKI

Un compito arduo

Assemblare l’immagine è stato un compito arduo. Finora, il team operativo ha ricevuto ed elaborato circa 165 GB di dati raccolti dalle sette telecamere di eROSITA. “Controlliamo e monitoriamo quotidianamente lo stato di salute dello strumento, in collaborazione con i nostri colleghi di Mosca che gestiscono la sonda SRG (Spectrum-Roentgen-Gamma)“, spiega Miriam Ramos-Ceja, membro del team operativo eROSITA di MPE. “Ciò significa che possiamo rispondere rapidamente a qualsiasi anomalia. Siamo stati in grado di reagire immediatamente a questi per mantenere lo strumento al sicuro, raccogliendo dati con un’efficienza del 97% circa. È incredibile poter comunicare in tempo reale con uno strumento situato a 1,5 milioni di chilometri di distanza! “.

Figura 3. Immagine a falsi colori di eROSITA della Grande Nube di Magellano, centrata sui resti della supernova 1987 A, qui visibile come un pallino bianco-giallo, segno di un’alta emissione di raggi-X per effetto della pulsar generata dopo l’esplosione avvenuta 33 anni fa, a sud-est della struttura nota come 30 Dorado C. Rosso, verde e blu rappresentano l’intensita’ dei raggi-X in diverse bande di energia, nello specifico e rispettivamente 0.2–1.0, 1.0–2.0, and2.0–4.5 keV. Credits: Predehl et al; 2020.

Stiamo insomma parlando di un patrimonio inestimabile di nuovi dati. In 6 mesi abbiamo raddoppiato la quantita’ di dati osservativi raccolti in 60 anni, cosa che si tradurra’ in una incredibile accelerazione della nostra conoscenza riguardo i fenomeni più energetici del cosmo. E tutte queste nuove scoperte sono lì, ci aspettano in quei dati appena raccolti… come le opere d’arte aspettavano Michelangelo che le liberasse dai blocchi di marmo in cui erano racchiuse.

Intanto eROSITA continua la sua scansione del cielo a raggi X. “Sta ora iniziando la sua seconda scansione di tutto cielo, che sarà completato entro la fine di quest’anno”, afferma Rashid Sunyaev, scienziato del team russo SRG. “Complessivamente, nei prossimi 3,5 anni, prevediamo di ottenere 7 mappe simili a quella vista in questa bellissima immagine. La loro sensibilità combinata sarà migliore di un fattore 5 e sarà utilizzata da astrofisici e cosmologi per decenni“. Kirpal Nandra, capo del gruppo di astrofisica ad alta energia presso MPE, aggiunge “Con un milione di sorgenti in soli sei mesi, eROSITA ha già rivoluzionato l’astronomia a raggi X, ma questo è solo un assaggio di ciò che verrà“.

Riferimenti:

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