La NASA ha selezionato una nuova proposta di telescopio spaziale che studierà la storia più recente della nascita e della morte delle stelle e della formazione di elementi chimici nella Via Lattea. Il telescopio per raggi gamma, chiamato Compton Spectrometer and Imager (COSI), dovrebbe essere lanciato nel 2025 come l’ultima delle piccole missioni di astrofisica della NASA.

Nel 2019 l’ Astrophysics Explorers Program della NASA aveva ricevuto 18 proposte per la realizzazione di nuovi telescopi e ne  aveva selezionate quattro per proseguire lo studio del concept della missione. Dopo una revisione dettagliata la NASA ha scelto il COSI per procedere con la fase sviluppo. Il team COSI ha trascorso decenni a sviluppare la propria tecnologia attraverso rilevazioni a bordo di palloni areostatici e, nel 2016, una versione di questo strumento per raggi gamma fu inviata per dei test a bordo del pallone areostatico a super pressione della NASA, progettato per voli lunghi e trasporti pesanti.

Rappresentazione artistica della Via Lattea
Illustrazione della Via Lattea. Credit: NASA/JPL-Caltech/R. Hurt (SSC/Caltech)

Il telescopio

Il Compton Spectrometer and Imager (COSI) è un telescopio per l’osservazione nella frequenza dei raggi gamma più deboli (da 0,2 a 5 MeV) ed è progettato per eseguire l’imaging, la spettroscopia e la polarizzazione di sorgenti di raggi gamma astrofisiche. Utilizza un nuovo design dei telescopi Compton che utilizza sedici rilevatori di germanio (GeD) ad alta risoluzione spettrale di imaging 3D, racchiusi sui lati e sul fondo, con un campo visivo complessivo che coprirà il 25% del cielo.

COSI risponderà alle domande sull’origine degli elementi chimici nella nostra galassia, la Via Lattea: gli stessi ingredienti che hanno contribuito alla formazione della Terra. Il COSI studierà i raggi gamma provenienti da atomi radioattivi prodotti dall’esplosione di stelle massicce per mappare dove si sono formati gli elementi chimici all’interno della Via Lattea. La missione esaminerà anche la misteriosa origine dei positroni della nostra galassia, noti anche come antielettroni, particelle subatomiche che hanno la stessa massa di un elettrone ma una carica positiva.

Il range di frequenza dei raggi gamma deboli/medi è l’intervallo meno esplorato astrofisicamente attraverso lo spettro elettromagnetico, la sensibilità delle missioni attuali è di ordini di grandezza molto inferiori a causa di elevati disturbi strumentali e atmosferici, ma rappresenta una frequenza estremamente interessante che ospita le linee di annichilazione dei positroni, le firme della nucleosintesi stellare e le emissioni provenienti dagli ambienti più estremi.

La missione costerà circa 145 milioni di dollari, esclusi i costi di lancio, e la NASA selezionerà il lanciatore in un secondo momento.

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