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Athena (Advanced Telescope for High ENergy Astrophysics - Telescopio avanzato per astrofisica alle alte energie) è una missione di astronomia a raggi X selezionata dall’ESA nell’ambito del suo programma Cosmic Vision, per affrontare il tema scientifico dell’Universo Caldo ed Energetico.
È la seconda missione selezionata dall’ESA all’interno del suo programma "Large mission" e dovrebbe essere lanciata all’inizio degli anni ’30.

Athena è costituito da un unico telescopio a raggi X con incidenza radente ad ampia apertura, che utilizza una nuova tecnologia sviluppata in Europa per produrre un’ottica a pori di Silicio ad alte prestazioni.
Un’ottica con una lunghezza focale di 12 m ed una risoluzione angolare di ∼5 secondi d’arco (HEW: diametro di confinamento del 50% dei fotoni di una sorgente X puntiforme).
Nel piano focale ci sono due strumenti, uno è il Wide Field Imager (WFI) che fornisce immagini molto sensibili su un grande campo di vista con anche capacià spettroscopiche a medio-bassa risoluzione.
L’altro strumento € l’X-ray Intengral Field Unit (X-IFU) che fornisce spettroscopia di raggi X ad alta risoluzione, spazialmente risolta ma su un campo di vista limitato.

Immagine artistica del telescopio spaziale Athena. Lo specchio del telescopio e' posizionato sul davanti mentre la strumentazione scientifica sul retro. L'altezza del satellite e' di circa 15 metri principalmente dovuti ai 12 metri della lunghezza focale del telescopio. Crediti: ESA/IRAP/CNRS/UT3/CNES/Fab and Fab. Compositione: ACO.

Immagine artistica del telescopio spaziale Athena. Lo specchio del telescopio è posizionato sul davanti mentre la strumentazione scientifica sul retro. L’altezza del satellite è di circa 15 metri principalmente dovuti ai 12 metri della lunghezza focale del telescopio. Crediti: ESA/IRAP/CNRS/UT3/CNES/Fab&Fab. Compositione: ACO.

Athena studierà come i barioni caldi si assemblano in gruppi e ammassi di galassie, determinerà l’arricchimento chimico di queste strutture nell’evolversi del tempo cosmico, misurerà la loro energia meccanica e cercherà e caratterizzerà i barioni mancanti che dovrebbero risiedere in strutture filamentose intergalattiche.
Allo stesso tempo, studierà la fisica dell’accrescimento in oggetti compatti, troverà i primi buchi neri supermassicci in accrescimento, tracciandone la crescita anche in ambienti molto oscurati e mostrando come influenzano l’evoluzione di galassie e ammassi di galassie.
Athena offrirà informazioni vitali sull’emissione di alta energia per tutte le classi di oggetti astrofisici, dai corpi del sistema solare agli oggetti più distanti conosciuti. Con le sue capacità Athena sarà un osservatorio davvero unico, che opererà insieme ad altri grandi osservatori disponibili nei primi anni 2030 e sensibili su tutto lo spettro elettromagnetico (come ALMA, ELT, JWST, SKA, CTA, ecc.).

Disegno concettuale di come verra' posizionato lo specchio e in basso a destra uno dei 600 moduli che costituiranno lo specchio per raggi X di Athena. Crediti: Esa/cosine Research.

Disegno concettuale di come verrà posizionato lo specchio e in basso a destra uno dei 600 moduli che costituiranno lo specchio per raggi X di Athena. Crediti: Esa/cosine Research..

 

L’INAF ha un ruolo molto importante nello sviluppo della missione Athena, dando un contributo significativo sia allo sviluppo e studio del caso scientifico che alla sua strumentazione.
Per quanto riguarda la strumentazione scientifica INAF dà un contributo significativo allo sviluppo dello strumento X-IFU, in grado di fornire spettri nella banda X ad altissima risoluzione spetrale, dell’ordine di alcuni elettronvolt, e delle ottiche per la focalizzazione dei raggi X.
Queste ottiche sono di gran lunga le più sensibili e potenti mai costruite per un satellite di Astronomia X con un’area efficace di 14.000 centimetri quadrati ad 1 keV.
L’INAF-Osservatorio Astronomico di Brera (OABrera) è attivamente coinvolto nello sviluppo delle ottiche di ATHENA, con un ruolo molto importante nello sviluppo di nuovi laboratori e facilities necessarie per la loro caratterizzazione e calibrazione.
L’ottica di ATHENA avrà un diametro di 2.5 metri e sarà composta da 600 singoli moduli assemblati assieme.
Presso la sede di Merate dell’OABrera si è costruita la facility BEaTriX (Link alla descrizione breve della facility BEaTriX) fondamentale per la caratterizzazione e calibrazione di ogni singolo modulo di queste ottiche.

Il laboratorio BEaTriX costruito nella sede di Merate (LC) dell'Osservatorio.

Il laboratorio BEaTriX costruito nella sede di Merate (LC) dell’Osservatorio.

Mentre, in collaborazione con alcune ditte italiane esperte nello sviluppo di sistemi opto-meccanici complessi, si sta sviluppando la facility VERT-X che servirà per la piena caratterizzazione di tutto lo specchio integrato di Athena.
VERT-X sarà l’unica facility al mondo in grado di calibrare l’ottica di ATHENA in "full illumination mode", cioè illuminando tutta l’ottica di ATHENA con raggi-X.
La costruzione di VERT-X è in corso presso la ditta Media Lario ed è finanziata dall’ESA.
Queste due facility, BEaTriX e VERT-X, sono fondamentali per lo sviluppo e realizzazione delle ottiche di Athena.

Ricercatori dell’OABrera sono coinvolti in vari Working Group di Athena ed in particolare sono co-chair dell’Athena Telescope Working Group (TWG) e del Science Working Group SWG2.3 (Feedback in local AGN and star forming galaxies).

La facility VERT-X in costruzione presso la ditta Media Lario di Bosisio Parini (LC).

La facility VERT-X in costruzione presso la ditta Media Lario di Bosisio Parini (LC).

 
Crediti pagina web: G. Tagliaferri - M.R. Panzera