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La curiosità del mese

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ASTROSAT: si riapre una finestra sull’Universo

La curiosità del mese di ottobre 2015 a cura di Tomaso Belloni


Fig. 1 - Il lancio del primo satellite indiano dedicato all'astronomia ASTROSAT con il vettore PSLV.
Fig. 1 - Il lancio del primo satellite indiano dedicato all'astronomia ASTROSAT con il vettore PSLV.

Una nuova agenzia spaziale si aggiunge alle poche che hanno attualmente in orbita satelliti per osservazioni astronomiche. Dopo NASA, ESA, JAXA (l’agenzia spaziale giapponese, il cui satellite Suzaku è però stato spento recentemente) e Russia, anche l’India da questa mattina dispone di un osservatorio spaziale.
Alle 10:00 ora indiana (le 6:30 ora italiana), il vettore PSLV-C30 è partito dal Satish Dhawan Space Center nel sud-est dell’India (tutte le base spaziali sono nell’est dei paesi, dato che i lanci sono tutti verso est per via della rotazione della terra e si vuole evitare che in caso di problemi il razzo cada su zone abitate; fa eccezione la Russia, che però lancia da una zona dove di abitato c’è poco).

Fig. 2 - Lavori di integrazione del satellite Astrosat in una camera pulita al Centro Spaziale di Ricerca indiano (ISRO).
Fig. 2 - Lavori di integrazione del satellite Astrosat in una camera pulita al Centro Spaziale di Ricerca indiano (ISRO).

Come dice il nome, PSLV-C30 è stato il trentesimo lancio con questo vettore e tutti i lanci hanno avuto successo. Il lancio è andato perfettamente e ASTROSAT è stato immesso nell’orbita programmata, 650 km di altitudine e 6 gradi di inclinazione, insieme a altri sei satelliti, uno Indonesiano, uno Canadese e quattro microsatelliti Statunitensi, ovviamente non nella stessa orbita e non in possibile rotta di collisione fra di loro.
I pannelli solari sono stati spiegati e tutto appare funzionare normalmente.
L’accensione e la verifica degli strumenti a bordo comincerà fra pochi giorni.
ASTROSAT è una missione quasi completamente indiana, con una piccola partecipazione dell’Università di Leicester nel Regno Unito e dell’Agenzia Spaziale Canadese.
Ma qual è la caratteristica che rende questo satellite importante per la ricerca astronomica?
A bordo ci sono diversi strumenti: un telescopio ottico/ultravioletto, un telescopio per raggi X, uno strumento per raggi X di alta energia, un monitor per osservare tutto il cielo in raggi X e tre grandi contatori proporzionali a gas per osservazioni in raggi X.
Mentre i primi di questi sono strumenti di cui esistono attualmente controparti funzionanti, i contatori proporzionali costituiscono uno strumento unico: il LAXPC (Large-Area X-ray Proportional Counter, contatore proporizionale a grande area per raggi X).
Fino a tre anni e mezzo fa, il satellite RossiXTE della NASA era in funzione e portava uno strumento simile, ma nel gennaio del 2012 è stato spento e da allora certe osservazioni non sono state possibili.
Quali osservazioni?
Quelle di variabilità molto rapida, dell’ordine dei millisecondi, da parte di sistemi binari con oggetti compatti, stelle di neutroni e buchi neri (vedi le seguenti curiosità: ottobre 2008 - dicembre 2008 - febbraio 2009 - febbraio 2010 - giugno 2010 - ottobre 2010 - aprile 2011 - ottobre 2011 - gennaio 2012 - luglio 2012 - aprile 2013 - luglio 2015 ).

Fig. 3 - Disegno del satellite Astrosat dove si possono vedere i 5 strumenti astronomici che permetteranno osservazioni a multi-banda.
Fig. 3 - Disegno del satellite Astrosat dove si possono vedere i 5 strumenti astronomici che permetteranno osservazioni a multi-banda.

Per lo studio di questa variabilità non è necessaria una grande risoluzione in energia, nè la produzione di immagini ad alta risoluzione, due qualità che contraddistinguono i telescopi per raggi X più recenti, che possono vedere sorgenti debolissime e caratterizzarne l’emissione energetica in dettaglio. Quello che serve, oltre a una buona risoluzione temporale (in altre parole un buon orologio per misurare il tempo di arrivo dei fotoni), è una grossa area di raccolta: in pratica un occhio molto grande per rilevare molti fotoni, molti di più dei telescopi attuali.
Questo viene ottenuto con una tecnologia non all’avanguardia, un contatore proporzionale è un contenitore di gas ad alta pressione, una grossa (e pesante) vasca.
Il LAXPC di ASTROSAT ne ha tre e in totale corrispondono più o meno allo strumento di RossiXTE prematuramente scomparso tre anni fa.
Con la differenza che quello era vecchio e un abbastanza malridotto, questo è nuovo fiammante.
Inoltre alcune caratteristiche tecniche lo rendono molto più sensibile alle alte energie, dove i fenomeni di variabilità sono più forti.
Cosa si potrà vedere con ASTROSAT?

Fig. 4 - Immagine artistica di un buco nero.
Fig. 4 - Immagine artistica di un buco nero.

Si potrà tornare a fare osservazioni della variabilità dell’emissione X che proviene da una regione a pochi chilometri da un buco nero o una stella di neutroni, gli oggetti più estremi dell’universo.
In questa regione le temperature sono così elevate che la materia emette radiazione X prima di cadere bel buco nero o finire sulla superficie della stella di neutroni, rilasciando altra energia.
Questa materia costituisce una vera e propria "sonda" per studiare le proprietà dello spazio-tempo vicino agli oggetti compatti e ci fornisce informazioni sulla validità della teoria della Relatività Generale, che quest’anno compie cento anni, nel suo limite più estremo.
Inoltre, girare intorno a una stella di neutroni e caderci sopra è il modo migliore per studiare le sue proprietà e ottenere informazioni, pur restando fuori, sulla sua struttura interna, materia in condizioni estreme.
Il satellite è indiano e per i primi due anni i dati saranno limitati a ricercatori di istituzioni di ricerca indiane.
L’Italia ha però in corso una collaborazione stretta con i gruppi di ASTROSAT nell’ambito di un progetto di cooperazione bilaterale fra il Ministero degli Esteri italiano e il Ministero della Ricerca indiano.
La controparte italiana € l’INAF -Osservatorio Astronomico di Brera, quindi speriamo di poter annunciare qualche scoperta su queste pagine il prima possibile.





Per saperne di più

Astrosat ai nastri di partenza da MediaInaf - 25 settembre 2015.
Astrosat da Indian Space Research Organisation
Astrosat da The Inter-University Centre for Astronomy and Astrophysics, Pune, India.

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