È arrivata a Terra la prima immagine ripresa dal telescopio spaziale Imaging x-ray polarimetry explorer (Ixpe), nato da una collaborazione tra la Nasa e l’Agenzia spaziale italiana (Asi). L’osservatorio orbitale ha puntato i propri sensori a raggi X su Cassiopea A, un oggetto celeste costituito dai resti di una stella esplosa nel XVII secolo. La missione, lanciata dalla Nasa lo scorso 9 dicembre 2021 con un vettore Falcon 9 da Cape Canaveral e ora orbita a circa seicento chilometri sopra l’equatore terrestre. Ixpe ha impiegato circa un mese per completare la sua fase di messa in servizio, prima di puntare i propri obiettivi nello spazio profondo.

L’immagine galattica

Nell’immagine scattata da Ixpe si possono osservare le onde d’urto causate dall’esplosione, di scala galattica, di Cassiopea A. Queste onde hanno spazzato via il gas circostante alla ex-stella esplosa, riscaldandolo a temperature elevate e accelerando particelle che creano una nuvola molto luminosa nei raggi X. Altri telescopi hanno già studiato Cassiopea A, ma Ixpe è il primo che consentirà agli scienziati di esaminarla in un modo nuovo. L’immagine, infatti, è ottenuta sovrapponendo i dati ottenuti da Ixpe (color magenta) a quelli ottenuti dai dati dei raggi X (in blu) raccolti dal telescopio spaziale della Nasa, Chandra x-ray observatory, lanciato nel 1999. La collaborazione tra i due satelliti permetterà di riprendere questo tipo di oggetti sfruttando diverse angolazioni e risoluzioni. “L’immagine Ixpe di Cassiopea A è storica”, ha affermato Martin C. Weisskopf, Ixpe principal investigator del Marshall space flight center della Nasa, e “dimostra la capacità di Ixpe di ottenere informazioni mai viste prima”.

La collaborazione tra Asi e Nasa

La collaborazione italo-americana di Ixpe è interamente dedicata allo studio della polarizzazione dei raggi X come strumento di analisi di alcuni degli oggetti celesti più misteriosi del cosmo, dai buchi neri alle pulsar. Il nucleo del sistema è costituito da tre telescopi installati a bordo i cui rivelatori sono stati finanziati dall’Asi e sviluppati dai team di ricerca dell’Istituto nazionale di fisica nucleare (Infn) e dell’Istituto nazionale di astrofisica (Inaf). Per partecipare alla missione della Nasa, l’Agenzia italiana è riuscita a consegnare i modelli di volo e le componenti nei tempi stabiliti, anche grazie alla società OHB-I. Oltre alla strumentazione, l’Asi fornisce la propria base di Malindi, in Kenya, come stazione di Terra primaria per il tracking di Ixpe, supportata anche da Telespazio, e lo Space science data center (Ssdc) di Roma per le attività di elaborazione e analisi scientifica dei dati.

Lo studio sulla polarizzazione

Una misurazione chiave che gli scienziati effettueranno con Ixpe è chiamata polarizzazione, un modo per osservare come è orientata la luce dei raggi x mentre viaggia nello spazio. “Le osservazioni Ixpe di Cassiopea A – afferma Imma Donnarumma, project scientist dell’Asi –aprono una nuova finestra sull’Universo”. La polarizzazione della luce, infatti, contiene indizi sull’ambiente in cui la luce ha avuto origine, e gli strumenti di Ixpe sono in grado di misurarne l’energia, l’ora di arrivo e la posizione nel cielo dei raggi X provenienti da sorgenti cosmiche.

Le prossime ricerche

Per Paolo Soffitta dell’Inaf, principal investigator italiano di Ixpe: “L’immagine di Cassiopeia A è bellissima, non vediamo l’ora di analizzarne i dati della polarimetria”. Con i dati sulla polarizzazione di Cassiopea A, Ixpe consentirà agli scienziati di vedere, per la prima volta, come la quantità di radiazione polarizzata varia nel resto della supernova, che ha un diametro di circa dieci anni luce. “L’osservazione di Cassiopea A segna il culmine di vent’anni di ricerca e sviluppo e l’inizio di una nuova entusiasmante fase di questa avventura”, ha affermato Luca Baldini dell’Università di Pisa e dell’Infn, co-principal investigator italiano di Ixpe. I ricercatori stanno attualmente analizzando i dati per creare la prima mappa di polarizzazione dei raggi X dell’oggetto, un lavoro che consentirà di rivelare nuovi indizi sui meccanismi dei raggi X.