Esplorare con un dettaglio senza precedenti alcuni degli oggetti astronomici più estremi, come buchi neri stellari e supermassicci, stelle di neutroni e pulsar. L’appuntamento è per la fine del 2020 con la missione IXPE (Imaging X-Ray Polarimetry Explorer), quando la NASA invierà nello spazio tre rivelatori frutto della ricerca scientifica italiana da posizionare al fuoco di tre telescopi satellitari.
Il cuore tecnologico della missione sono infatti i Gas Pixel Detectors (GPD), rivelatori per raggi X sensibili alla polarizzazione, inventati dai ricercatori dell’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN) in collaborazione con i fisici dell’Università di Pisa e dell’Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF). La missione avrà inoltre il supporto dell'Agenzia Spaziale Italiana che metterà a disposizione la sua base di Malindi per la ricezione dei dati.
“Gli studi che si potranno realizzare grazie alla missione ci permetteranno di rispondere a domande fondamentali circa alcuni degli ambienti più estremi del cosmo – ha spiegato Luca Baldini, ricercatore dell’Ateneo pisano e dell’INFN - e studiare la polarizzazione dei raggi X emessi dallo spazio che circonda buchi neri e stelle di neutroni potrà aiutarci a chiarire la natura di questi oggetti elusivi”.
“Penso possiamo essere tutti giustamente orgogliosi di aver introdotto e sviluppato una nuova tecnologia di rivelazione destinata ad aprire una nuova finestra osservativa sull'Universo”, ha aggiunto Ronaldo Bellazzini, della sezione INFN di Pisa, co-responsabile italiano del progetto e ideatore del concetto di GPD.
In particolare, i rivelatori GPD saranno realizzati sotto la responsabilità di gruppi INFN delle sezioni di Pisa e Torino. A livello tecnico, il GPD è il primo rivelatore capace di misurare contemporaneamente tutte le proprietà trasportate dai fotoni X emessi da sorgenti celesti. È, infatti, in grado di misurare la direzione di arrivo del fotone (quindi la posizione della sorgente), la sua energia, il tempo di arrivo e, per la prima volta, anche la direzione del campo elettrico associato al fotone assorbito dal rivelatore. Misurando la direzione del campo elettrico di un numero adeguato di fotoni emessi da una sorgente X sarà quindi possibile, per la prima volta, misurare con grande sensibilità la polarizzazione della radiazione emessa, ricavando informazioni uniche e finora inaccessibili sulla geometria delle distribuzioni di massa e dei campi della sorgente stessa.
“La missione IXPE – conclude Luca Baldini – sarà una bellissima opportunità per i nostri studenti di inserirsi e avere visibilità in un filone di ricerca internazionale di altissimo livello”.