XMM-Newton

XMM-Newton
Immagine del veicolo
	Modello del telescopio in mostra allaCité de l'espacediTolosa
Dati della missione
Operatore	ESA
NSSDC ID	1999-066A
SCN	25989
Destinazione	Orbita ellittica intorno alla Terra
Esito	in orbita
Vettore	Ariane 5G
Lancio	10 dicembre1999
Luogo lancio	ELA-3
Proprietà del veicolo spaziale
Massa	3800 kg
Costruttore	Dornier-Werke,Carl Zeiss,Media Lario, Matra Marconi Space, Simmel Difesa e Airbus Defence and Space Netherlands
Strumentazione	3 telescopi per iRaggi X
Parametri orbitali
Orbita	orbita altamente ellittica
Sito ufficiale
Horizon 2000
EXOSAT	INTEGRAL
	Modifica dati su Wikidata·Manuale

L'XMM-Newtonè untelescopio spazialeper iraggi X.Il nome è stato scelto in onore diIsaac Newton,mentre la sigla XMM sta per X-ray Multi-Mirror (specchi multipli per raggi X).

Conosciuto ufficialmente comeHigh Throughput X-ray Spectroscopy Mission(Missione di Spettroscopia di Raggi-X ad Alta Prestazione), fu lanciato dall'Agenzia Spaziale Europeail 10 dicembre1999dalCentre Spatial GuyanaisdiKouroucon un lanciatoreAriane 5.È stato posizionato in un'orbita molto ellitticacon un periodo di 48 ore a 40°, unapogeodi114000kmdalla Terra e unperigeodi soli 7 000 km.

La missione principale è terminata a fine 2022, nel 2023 l'ESA ha annunciato che la missione è stata estesa fino al 2026, e potrebbe proseguire fino al 2029.^[1]

Caratteristiche tecniche

La missione fu proposta nel1984e approvata nel1985.Il gruppo di sviluppo fu creato nel1993e lo sviluppo della sonda iniziò nel1996.Il satellite fu costruito e messo alla prova tra il marzo1997e il settembre1999.

Questo strumento è il più grande satellite scientifico mai costruito inEuropa,infatti pesa3800kged è lungo 10 metri e largo 16 metri con ipannelli fotovoltaicidispiegati. È dotato di 3 telescopi per i raggi X prodotti dalla Media Lario inItalia,ognuno dotato di 58 specchi concentrici di tipo Wolter, per una superficie totale di ricezione di3400cm².Una delle caratteristiche salienti dell'osservatorio, che lo rende utilizzabile per gli scopi più disparati, è la sua capacità di osservare fotoni X con energie comprese fra 0,1 e12keV,che sono prodotti da processi fisici totalmente differenti.

Collegati ai telescopi ci sono 5 strumenti, una parte dei quali è costituita da videocamere per riprendere immagini, mentre altri sonospettrometriper studiare la distribuzione dell'energia dei fotoni, e un monitor ottico del tipoRitchey-Chrétienda30cm.

L'osservatorio è gestito daESACaVillafrancainSpagnae le informazioni sono processate e memorizzate presso l'XMM-Newton Survey Science Centre dellaLeicester UniversitynelRegno Unito.

Obiettivi della missione

L'ESA aveva grandi aspettative per questo strumento, che prometteva di svolgere un ruolo scientifico di primo piano, paragonabile a quello effettuato nell'ottico dalTelescopio spaziale Hubble.

Dato che proprio in quel periodo alcuni problemi tecnici avevano limitato le capacità diChandra(l'osservatorio per raggi X messo in orbita dallaNASAnel1999) tutti gli occhi erano puntati su XMM. Una delle caratteristiche salienti dell'osservatorio è, come detto, la capacità di essere utilizzato per gli scopi più disparati, anche per osservare processi fisici totalmente differenti. Anche per questo motivo, e per il modo in cui l'osservatorio verrà gestito, l'ESA ha fissato solo obiettivi scientifici di massima. A parte il primo anno, in cui hanno avuto la precedenza gli istituti che hanno contribuito alla realizzazione dello strumento, XMM è stato poi messo a disposizione dell'intera comunità scientifica. Come accade per quasi tutti gli strumenti ottici terrestri, gli astronomi che intendono compiere osservazioni con XMM devono sottoporre una proposta, che viene valutata da una commissione di scienziati incaricata di selezionare le più meritevoli.

Il settore dove ci si aspettano i risultati migliori era lo studio dellesupernove,di cui XMM può indagare l'andamento temporale di parametri come latemperatura,la composizione chimica e lo stato di ionizzazione delplasma.Ma XMM è in grado di dare un contributo anche allacosmologia,studiando lo spostamento verso il rosso dei raggi X che provengono dal gas ionizzato che permea i grandi ammassi digalassie,e che rappresenta esso stesso un mistero. La risoluzione di XMM ha permesso però, per la prima volta, anche di osservare sorgenti di raggi X nelle galassie vicine, mentre l'estrema risoluzione temporale, migliore di un microsecondo, lo rende uno strumento adatto anche all'osservazione dellepulsar.

Iniziali timori per le sorti di XMM

Come Chandra, anche XMM è stato posto su un'orbita che lo porta molto lontano dalla Terra e attraversa leFasce di van Allendurante il passaggio alperigeo(Anomalia del Sud Atlantico); dopo avere saputo dei danni subiti dall'osservatorio della NASA a causa delle particelle di alta energia delle fasce di radiazione, i tecnici dell'ESA si sono fatti prendere dal panico. Le missioni sono infatti praticamente gemelle e condividono lo stesso tipo di sensori, che sono quindi altrettanto vulnerabili ai danni da radiazioni. Si è deciso dunque di schermare iCCDsia degli spettrometri sia delle camere, durante il passaggio al perigeo, con un filtro di alluminio di un millimetro di spessore. Inoltre uno strumento controlla di continuo il flusso di particelle nei dintorni del telescopio, una precauzione presa inizialmente per proteggere l'osservatorio daibrillamenti solari,ma che potrebbe rivelarsi utile anche in altri frangenti. In questo modo è infatti possibile schermare gli strumenti ogni volta che il flusso dovesse superare la soglia di rischio. Queste precauzioni non sono del tutto indolori, infatti esse comportano una perdita di tempo utile osservativo pari al 10%, ma nelle intenzioni dei progettisti avrebbero anche dovuto assicurare ai CCD una vita operativa di almeno 5 anni, una previsione che si è rivelata molto prudenziale, visto che la sua missione è stata estesa varie volte^[2]^[3]^[4],al momento fino alla fine del 2026 e, indicativamente, fino al 2029.^[5]

Ricerca e risultati scientifici

XMM-Newton osservò anche lacometa Tempel 1durante l'impatto prodotto dalla missioneDeep Impact.
Ad inizio 2007, un gruppo di scienziati, analizzando dati provenienti da questo satellite, ha identificato un eccesso dicalcioe dinickelnegliammassi stellari^[6].
Dopo vent'anni di osservazioni è stata documentata la presenza di gas caldo e diffuso che permea il cosmo: confrontando le emissioni a raggi X di un lontano quasar rilevate dai telescopi XMM-Newton eChandradella NASA è stata trovata lafirmadell'ossigeno nel caldo gas intergalattico tra noi e il lontano quasar.^[7]
Dopo 8 anni di studi si è confermato come, attraverso gli outflows, ibuchi neri supermassiccitrasferiscano la loro energia nell'ambiente circostante, spazzando gradualmente via i gas dalle regioni centrali della galassia, che altrimenti porterebbe ad arrestare la formazione stellare. I cosiddettiultrafast outflowssono dei flussi ultraveloci di gas ionizzato, che possono raggiungere il 40% dellavelocità della luce.Gli outflows più lenti, invece, mostrano caratteristiche fisiche simili alla materia circostante, come la densità delle particelle, e con gli ultimi studi si è scoperto un terzo tipo di outflows, che combina la velocità e le proprietà fisiche degli altri due. Si ritiene che quest'ultimo tipo corrisponda alle zone dove gli outflows entrano in contatto con la materia interstellare, trascinandola via. Questo trascinamento avviene da decine a centinaia dianni lucedi distanza dal buco nero, liberando quelle zone dal gas ed evitando di andare ad accrescere il buco nero, che altrimenti porterebbe a rallentare laformazione stellare.^[8]

Note

^EXTENDED LIFE FOR ESA'S SCIENCE MISSIONS,susci.esa.int,7 marzo 2023.
^(EN)XMM-Newton,susci.esa.int.
^(EN)Working life extensions for ESA's science missions,susci.esa.int,ESA, 20 novembre 2014.
^(EN)Extended life for ESA's science missions,susci.esa.int.URL consultato il 30 novembre 2018.
^ESA Science & Technology - Extended life for ESA's science missions,susci.esa.int.URL consultato il 20 maggio 2023.
^Un universo ricco di calcio,sulescienze.espresso.repubblica.it.
^(EN)XMM-NEWTON FINDS MISSING INTERGALACTIC MATERIAL,suesa.int,20 giugno 2018.
^Così i buchi neri forgiano le galassie,sumedia.inaf.it,24 luglio 2019.

Voci correlate

Altri progetti

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Collegamenti esterni

(EN)Sito ufficiale del XMM-Newton Science Operations Centre,suxmm.vilspa.esa.es.URL consultato il 22 agosto 2005(archiviato dall'url originaleil 27 agosto 2005).
(EN)Sito ufficiale della survey XMM-COSMOS,sumpe.mpg.de.URL consultato il 22 ottobre 2013(archiviato dall'url originaleil 19 luglio 2013).

Portale Astronautica

Portale Astronomia

[1] EXTENDED LIFE FOR ESA'S SCIENCE MISSIONS,susci.esa.int,7 marzo 2023.

[2] (EN)XMM-Newton,susci.esa.int.

[3] (EN)Working life extensions for ESA's science missions,susci.esa.int,ESA, 20 novembre 2014.

[4] (EN)Extended life for ESA's science missions,susci.esa.int.URL consultato il 30 novembre 2018.

[5] ESA Science & Technology - Extended life for ESA's science missions,susci.esa.int.URL consultato il 20 maggio 2023.

[6] Un universo ricco di calcio,sulescienze.espresso.repubblica.it.

[7] (EN)XMM-NEWTON FINDS MISSING INTERGALACTIC MATERIAL,suesa.int,20 giugno 2018.

[8] Così i buchi neri forgiano le galassie,sumedia.inaf.it,24 luglio 2019.

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