Meno di un anno dopo il lancio della Missione di Imaging e Spettroscopia a Raggi X del Giappone nello spazio, i primi risultati del telescopio spaziale sono arrivati — e sono straordinari. Il telescopio a raggi X, noto anche come XRISM, è gestito dall’Agenzia Giapponese per l’Esplorazione Aerospaziale (JAXA) con la partecipazione dell’Agenzia Spaziale Europea (ESA). Le sue prime osservazioni hanno catturato la struttura, il movimento e la temperatura del materiale che ruota attorno a un buco nero supermassiccio, così come la dinamica dei resti di una supernova che segna la morte di una stella di grandi dimensioni. “Queste nuove osservazioni forniscono informazioni cruciali per comprendere come i buchi neri crescano catturando materia circostante e offrono una nuova visione della vita e della morte delle stelle massive,” ha affermato il Ricercatore del Progetto ESA XRISM Matteo Guainazzi in una dichiarazione. “Mettono in mostra l’eccezionale capacità della missione nell’esplorazione dell’universo ad alta energia.” La regione attorno al buco nero supermassiccio osservato, situato nella galassia NGC 4151 e a circa 62 milioni di anni luce dalla Terra, ha qualcosa in comune con i resti della supernova osservata, chiamata N132D e situata a circa 160.000 anni luce di distanza. Entrambi sono dominati da gas surriscaldati chiamati “plasma.” Il plasma produce luce a raggi X ad alta energia, e XRISM è lo strumento perfetto per osservare quel tipo di luce. Così, gli astronomi hanno acquisito nuove intuizioni sulle regioni più violente, turbolente e potenti del cosmo. Iniziando con il buco nero supermassiccio, XRISM ha studiato il buco nero supermassiccio al centro della galassia a spirale NGC 4151 per apprendere come questo titano cosmico, che ha una massa 30 milioni di volte superiore a quella del sole, consuma materia. Più specificamente, la navetta spaziale ha rivelato dettagli del materiale che è molto vicino a questo buco nero supermassiccio. Iscriviti alla newsletter per gli ultimi aggiornamenti su lanci di razzi, eventi di osservazione del cielo e altro ancora! Un diagramma mostra i dati raccolti dal telescopio a raggi X XRISM della JAXA rivelando la distribuzione della materia che cade nel buco nero supermassiccio nella galassia NGC 4151 su un ampio raggio, che va da 0,001 a 0,1 anni luce. (Crediti immagine: JAXA) XRISM ha permesso agli astronomi di seguire il plasma mentre girava intorno al buco nero supermassiccio a una distanza di circa 0,1 anni luce. Questo materiale si è gradualmente spostato verso l’interno a una distanza di circa 0,001 anni luce (circa la distanza tra il sole e Urano) prima di cadere nel buco nero. Prestando particolare attenzione alla firma a raggi X degli atomi di ferro, il team è stato in grado di determinare diverse strutture attorno al buco nero, inclusi il disco di accrescimento che lo nutre gradualmente e un più distante “torus” a forma di ciambella di gas e polvere. Altri strumenti avevano osservato queste strutture in onde radio e in luce infrarossa in passato, ma la tecnica utilizzata da XRISM è la prima capace di determinare come il plasma attorno a un buco nero supermassiccio sia modellato e come si muova. I dati potrebbero assistere significativamente gli scienziati nella comprensione di come i buchi neri supermassicci si nutrono e crescono consumando avidamente materia dai loro dintorni. Stato della supernova I resti della supernova N132D sono molto più vicini a casa rispetto al buco nero supermassiccio di NGC 4151. Si trova nel vicino galassia nana della Via Lattea, la Grande Nube di Magellano. Tuttavia, ciò non significa che le osservazioni di XRISM di questa regione dello spazio siano meno impressionanti o importanti. Questa “bolla” interstellare di plasma è stata espulsa da una stella massiccia circa 3.000 anni prima del momento in cui XRISM la osserva (non dimenticare che la luce di questa regione dello spazio ha impiegato 160.000 anni per raggiungerci). In precedenza, gli scienziati avevano ipotizzato che i resti delle supernovae si sarebbero espansi uniformemente verso l’esterno, formando una relativamente semplice bolla sferica di plasma. Le osservazioni di N132D da parte di XRISM, effettuate utilizzando il suo strumento Resolve, sembrano contraddire questa idea, mostrando che questi resti hanno una forma più simile a una ciambella. Questa immagine mostra l’osservazione della supernova N132D da parte del telescopio a raggi X XRISM della JAXA. (Crediti immagine: JAXA) Il team è stato anche in grado di utilizzare i dati di XRISM per accertare che questo materiale sta spingendo verso l’esterno a una velocità di circa 2,6 milioni di miglia all’ora. Questo è circa 2.000 volte più veloce della velocità massima di un jet F-16 della Lockheed Martin. E questo non è stato l’unico aspetto estremo di questo residuo di supernova. Il team è riuscito a determinare che ha una temperatura di 18 miliardi di gradi Fahrenheit (10 miliardi di gradi Celsius). A titolo di confronto, il cuore del sole ha una temperatura di appena 27 milioni di gradi Fahrenheit (15 milioni di gradi Celsius). Osservazioni come questa potrebbero aiutare gli scienziati a comprendere meglio come gli elementi forgiati nel cuore delle stelle massicce vengano distribuiti attraverso il cosmo quando queste stelle esplodono. Poiché questi elementi sono poi integrati nella prossima generazione di stelle, questo è un parte vitale del ciclo di vita e morte stellare. Dall’8 settembre 2023, data del lancio di XRISM, il suo team scientifico ha lavorato sodo per stabilire le prestazioni dei suoi strumenti e affinare i metodi di analisi dei dati utilizzando 60 obiettivi chiave. Gli scienziati di tutto il mondo hanno finora presentato oltre 3000 proposte di studi utilizzando XRISM, di cui 104 sono state accettate. Questi programmi di osservazione di successo inizieranno l’anno prossimo, con questi risultati iniziali che indicano che non abbiamo ancora visto il meglio di XRISM. I due articoli di ricerca del team di XRISM sono disponibili nel sito di repository arXiv.