Impressione dell'artista di Integral osservando la Terra. Credito immagine: ESA Clicca per ingrandire
Lo spazio cosmico è riempito di radiazione continua e diffusa ad alta energia. Per scoprire come viene prodotta questa energia, gli scienziati dietro l'osservatorio integrale di raggi gamma dell'ESA hanno provato un metodo insolito: osservare la Terra dallo spazio.
Durante una campagna di osservazione in quattro fasi iniziata il 24 gennaio di quest'anno, proseguita fino al 9 febbraio, Integral ha osservato la Terra. Necessitando complesse operazioni di controllo da terra, il satellite è stato mantenuto in un orientamento fisso nello spazio, in attesa che la Terra si spostasse attraverso il suo campo visivo.
Insolitamente, l'obiettivo principale di queste osservazioni non è la Terra stessa, ma ciò che può essere visto sullo sfondo quando la Terra si muove di fronte al satellite. Questa è l'origine della radiazione diffusa ad alta energia nota come "sfondo dei raggi X cosmici".
Fino ad ora con Integral, questo non è mai stato studiato contemporaneamente con una banda così ampia di copertura energetica dagli anni '70, e certamente non con strumenti così avanzati.
Gli astronomi ritengono che lo "sfondo di raggi X cosmici" sia prodotto da numerosi buchi neri supermassicci e in via di sviluppo, distribuiti nello spazio profondo. Questi potenti mostri attirano la materia, che viene quindi enormemente accelerata e quindi emette alta energia sotto forma di raggi gamma e raggi X.
Gli osservatori di raggi X come XMM-Newton dell'ESA e Chandra della NASA sono stati in grado di identificare e contare direttamente un gran numero di singole fonti? probabilmente buchi neri? che rappresentano già oltre l'80 percento dello sfondo di raggi X diffuso cosmico misurato.
Tuttavia, si sa molto poco sull'origine della banda di energia più alta di questa radiazione cosmica, al di sopra della portata di questi due satelliti. Questo è distribuito sotto forma di raggi X e gamma ad alta energia, alla portata di Integral.
Si ritiene che la maggior parte dell'emissione di sfondo dei raggi gamma sia prodotta anche da singoli buchi neri supermassicci, ma gli scienziati devono abbinare questa emissione a fonti chiaramente identificate per fare una dichiarazione definitiva. In effetti, anche altre fonti come galassie lontane o fonti vicine deboli potrebbero essere responsabili.
Identificare le singole fonti nella gamma di raggi gamma che compongono lo sfondo cosmico diffuso è molto più difficile che contare le singole fonti di raggi X. In effetti, i potenti raggi gamma non possono essere focalizzati con obiettivi o specchi, perché passano semplicemente attraverso.
Quindi, per produrre un'immagine di raggi gamma di una sorgente, Integral utilizza una tecnica di "maschera", un metodo di imaging indiretto che consiste nel rilevare l'ombra di una maschera posta sopra il telescopio, come proiettato da una sorgente di raggi gamma.
Durante le osservazioni, gli scienziati hanno usato il disco della Terra come una "maschera extra". La Terra blocca naturalmente, o ombre, il più alto flusso di energia da milioni di buchi neri distanti.
Il loro flusso combinato può essere misurato accuratamente in modo indiretto, cioè misurando l'ampiezza e lo spettro di energia della caduta di energia quando la Terra passa attraverso il campo visivo di Integral. Una volta che questo è noto, gli scienziati possono eventualmente provare a collegare la radiazione a singole fonti.
Tutte le osservazioni hanno avuto molto successo, in quanto tutti gli strumenti a raggi gamma e raggi X a bordo di Integral (IBIS, SPI e JEM-X) hanno registrato segnali chiari e inequivocabili in linea con le aspettative.
Gli scienziati integrali stanno già procedendo con l'analisi dei dati. L'obiettivo è in definitiva comprendere l'origine della più alta radiazione di fondo di energia e, possibilmente, fornire nuovi indizi sulla storia della crescita dei buchi neri super-massicci sin dalle prime epoche dell'Universo.
Fonte originale: ESA Portal
