La metà dell'intero cielo può essere vista ai raggi X

La metà dell'intero cielo può essere vista ai raggi X

C'è un vecchio detto nella fantascienza secondo cui qualcuno improvvisamente ottiene la vista a raggi X e guarda attraverso oggetti solidi. Si scopre che è fisicamente impossibile con i nostri bulbi oculari Mark I. Tuttavia, gli astronomi hanno trovato un modo per superare questa sfida che ci permette di studiare l’universo attraverso la visione a raggi X.

Si chiama astronomia a raggi X ed esiste da 60 anni. Rivela alcuni degli eventi e degli oggetti più attivi e violenti nell'universo. Ciò include cose come quasar luminosi, esplosioni di supernova, flussi di gas intergalattico caldo e stelle giovani e calde.

Recentemente, gli astronomi del consorzio eROSITA presso l’Istituto Max Planck per la fisica extraterrestre hanno annunciato l’ultima serie di dati a raggi X provenienti dall’indagine eROSITA. Copre metà del cielo dei raggi X e rivela informazioni su 900.000 diverse fonti di raggi X. Questo è più di qualsiasi cosa sia stata scoperta nel corso dei decenni nella storia dell’astronomia a raggi X, comprese le scoperte fatte con Chandra e altri osservatori orbitanti.

A proposito di Erosita

eROSITA è un telescopio per immagini a raggi X molli a bordo del satellite Spectrum-RG. La prima indagine a tutto cielo, chiamata eRASS1, è stata condotta nell’arco di 7 mesi a partire dal 12 dicembre 2019. Nella sua impostazione più sensibile, il telescopio ha rilevato 170 milioni di fotoni di raggi X. Ciò ha consentito alle telecamere di misurare le proprie energie e i tempi di arrivo.

Il team di astronomia, guidato dal ricercatore principale Andrea Merloni, ha compilato per la prima volta il catalogo dei dati. Hanno inoltre pubblicato più di 50 nuovi articoli scientifici basati sulle loro scoperte. Dopo aver completato questa prima indagine, lo strumento ha condotto altre tre scansioni dell’intero cielo tra giugno 2020 e febbraio 2022. Questa enorme raccolta di dati a raggi X sarà presto pubblicata. Il video qui sotto spiega di più sulla missione.

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Armadio eROSITA per sorgenti di raggi X

L'astronomia a raggi X si concentra su oggetti ed eventi caldi ed energetici nell'universo. Questi potrebbero essere centri galattici (dove si nascondono buchi neri supermassicci), esplosioni di supernova, stelle appena nate e altri luoghi in cui la materia viene riscaldata a temperature elevate.

Questo set di dati iniziale eRASS1 identifica circa 710.000 buchi neri supermassicci, 180.000 stelle che emettono raggi X nella Via Lattea e 12.000 ammassi di galassie. Copre anche un piccolo numero di altre fonti esotiche come stelle binarie che emettono raggi X, resti di supernova, pulsar e altri oggetti.

“Questi sono numeri sorprendenti per l'astronomia a raggi X”, afferma Andrea Merloni, ricercatore principale di eROSITA e primo autore dell'articolo sul catalogo di eROSITA. “Abbiamo scoperto più fonti in 6 mesi di quante ne abbiano scoperte le due grandi missioni XMM-Newton e Chandra nei loro quasi 25 anni di lavoro”.

La prima versione dei dati eROSITA è una visione ricca e “stratificata” del cielo a molte energie dei raggi X. Ogni livello di energia dice agli astronomi qualcosa sugli oggetti e sugli eventi che emettono raggi X. Per ogni serie di immagini e dati, il consorzio fornisce ulteriori informazioni. Sono presenti elenchi di categorie di sorgenti, posizioni nel cielo, energie e tempi esatti di arrivo dei fotoni allo strumento. “Ci siamo impegnati molto per produrre dati e software di alta qualità”, ha aggiunto Miriam Ramos Ceja, che guida il team operativo di eROSITA. “Ci auguriamo che questo amplierà la base di scienziati di tutto il mondo che lavorano con dati ad alta energia e contribuirà ad ampliare i confini dell’astronomia a raggi X”.

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Concentrarsi su oggetti specifici dai raggi X

Gli obiettivi scientifici di eROSITA consistono nell'utilizzare i raggi X come mezzo per rilevare il mezzo intergalattico caldo contenente da 50 a 100.000 ammassi e ammassi di galassie. Osserva anche il gas caldo nei filamenti tra di loro. Questi filamenti si illuminano ai raggi X. Lo strumento ha anche il compito di rilevare i buchi neri in accrescimento nascosti nelle galassie. Infine, ha studiato la fisica delle sorgenti galattiche di raggi X (che includono stelle pre-sequenza principale, resti di supernova e binarie di raggi X).

Erosita Un'immagine a raggi X che mostra i filamenti appena scoperti tra due ammassi di galassie. Distribuzione delle galassie (linee bianche, in alto a sinistra), come si vede dall'immagine Una scansione dell'intero cielo a due micron, Segue la struttura del filamento. Nel lento La simulazione, progettata per riprodurre le caratteristiche chiave dell’universo locale, ha riprodotto anche questo singolo sistema con entrambi gli ammassi e una spina dorsale fibrosa.
Credito: Dietl et al. (2024)

Almeno uno degli articoli pubblicati con i nuovi dati del sondaggio utilizza i dati dei raggi X per vincolare i modelli cosmologici che utilizzano ammassi di galassie. In una delle immagini pubblicate vediamo filamenti di materiale appena scoperto. Si estende tra una parte dell'ammasso galattico Abell 3667 e il vicino ammasso Abell 3651. Ciò potrebbe aiutare gli astronomi a determinare la quantità di materia presente nel cosiddetto “mezzo galattico caldo e caldo”. Fornisce informazioni sulla formazione di strutture su larga scala (come gli ammassi di galassie) nell'universo.

Questa immagine a raggi X mostra l'intera estensione della costellazione della Vergine.  La macchia bianca brillante al centro è la galassia centrale M87.  Il nebbioso bagliore bianco attorno a M87 è un gas intergalattico molto caldo.  Si estende in alcune direzioni più che in altre e non è circolare;  Questa è la prova che il gruppo della Vergine è ancora in fase di formazione.  La banda colorata in basso a sinistra proviene dalle emissioni in primo piano all'interno della nostra galassia ed è conosciuta come una delle bolle eROSITA.  Credito: McCall Al.  (2024)
Questa immagine a raggi X mostra l'intera estensione dell'ammasso della Vergine nei raggi X visto da eROSITA. La macchia bianca brillante al centro è la galassia centrale M87. Il nebbioso bagliore bianco attorno a M87 è un gas intergalattico molto caldo. Si estende in alcune direzioni più che in altre e non è circolare. Questa è la prova che il gruppo della Vergine è ancora in fase di formazione. Credito: McCall Al. (2024)

Il vicino ammasso di galassie della Vergine è visibile anche nell’indagine eRASS1 e fornisce un modo per studiare strutture filamentose su larga scala. In particolare, gli astronomi vogliono comprendere gli effetti fisici che si verificano alla periferia di questi massicci ammassi di galassie. Utilizzando i nuovi dati del sondaggio, così come altre immagini dell'intero cielo, un team scientifico ha scoperto la struttura dei sobborghi dell'ammasso. Ciò includeva emissioni ad alta energia attorno alle galassie e agli ammassi all’interno dell’ammasso. Hanno anche studiato il cosiddetto “spillover di raggi X” lungo 320 kiloparsec vicino alla galassia M49.

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Il lavoro passato e futuro di eROSITA

eROSITA ha consentito un enorme balzo in avanti nell’astronomia a raggi X sin dal suo lancio nel giugno 2019. Ha iniziato le operazioni nell’ottobre dello stesso anno, fornendo una visione a raggi X ad alta risoluzione dell’universo. Durante la scansione del cielo, sono stati intravisti cambiamenti in un quasar distante chiamato SMSS J114447.77-430859.3. Questi cambiamenti forniscono prove della crescita del buco nero nel nucleo del quasar. Nel nucleo del quasar sono stati osservati cambiamenti nelle variazioni di luminosità, indicando che il buco nero sta inghiottendo parte del materiale che si allontana nel suo orizzonte degli eventi. Altri materiali fuggono sotto forma di forti venti.

Lo strumento ha inoltre rilevato un buco nero appena formatosi nell’universo primordiale e ha tracciato la presenza di gas caldo in tutta la nostra Via Lattea. Il dispositivo è stato acceso per la prima volta il 22 ottobre 2019. Attualmente è in modalità provvisoria e i tecnici ne stanno valutando lo stato di salute e le condizioni.

per maggiori informazioni

Erosita
eROSITA Documenti scientifici
Il cielo ai raggi X si apre al mondo
Rilevazione di lunghi filamenti di raggi X superiori a 13 megaparsec tra due ammassi di galassie superiori a tre volte il loro raggio viriale.
SRG/eROSITA All-Sky Survey: una vista della costellazione della Vergine

Giustina Rizzo

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