lastronomia nei raggi x - storia - tecniche - scoperte - prospettive

L’Astronomia nei raggi XL’Astronomia nei raggi X

- STORIA

- TECNICHE

- SCOPERTE

- PROSPETTIVE

Raggi X ?

Wilhelm Röntgen, 8/11/1895…

… e la mano di sua moglie!

0.1keV100keV

E = heV = 11605 K

Radio

IR

V

Raggi X

da noi .. .. nel cosmodensità 0.1-10 10-25 - 1038 g/cm3

lunghezza 0.01-108 10-12 - 1022 cm

temperatura 250-600 2.7 - 109 K

tempo 0.1 - 109 10-8-1017 s

. . .

la nostra esperienza . . .la nostra esperienza . . .

… spunto per una riflessione ...

Radio IR Visibile

X gamma

Osservare i raggi XOsservare i raggi X

Dove? Fuori dell’atmosfera.

Infatti i raggi X sono facilmente assorbiti:

• X - molli : circa 10 cm

• X - duri : qualche metro

Quindi l’astronomia X è per antonomasia l’astronomia “spaziale” (dallo spazio)

razzi - palloni stratosferici - satelliti

Osservare i raggi XOsservare i raggi X

Come :

sorgente di

raggi X

*

controllo osservatore

rivelatore

satellite X

telescopio

Sorgenti di raggi XSorgenti di raggi X

• materia diffusa (ISM, IGM)• corone stellari e venti• Novae, SN, resti di SN• dischi di accrescimento in sistemi stellari (WD, NS, BH)

e galattici (AGN)

energia

plasma

emissione termica (T,..)

emissione non termica

Come “raccogliere” i raggi XCome “raccogliere” i raggi X

• fino a circa 15 keV :– telescopi ad “incidenza

radente”

• oltre circa 15 keV :– telescopi a “maschera

codificata”

• collimatori

Come “rivelare” i raggi XCome “rivelare” i raggi X

Rivelatori :- contatori proporzionali- MCP + CCD-ottico- CCD-x- cristalli scintillatori- Ge- bolometri

fotone X

elettrone

accumulo moltiplico

segnaleelettrico

EVENTO

I “prodotti”I “prodotti”

• cosa interessa di ogni “evento” :– la direzione di

provenienza– l’energia del fotone X– il tempo di arrivo

• prodotti:– immagini (direzioni)– spettri (energia)– curve di luce (tempo)

le prime tappe …le prime tappe …

- 1949 : il Sole emette raggi X (V2)

- 1962 : nel cielo ci sono altre sorgenti X

- 1970 : primo satellite dedicato

Perché l’esplorazione del cielo nei raggi X si è sviluppata prima che in altre bande ?

Contemporaneamente a disposizione:

- strumenti (=> fisica nucleare)

- mezzi di “trasporto” nello spazio

Missioni X dal 1960 a oggiMissioni X dal 1960 a oggi

Vela

Uhuru

Einstein

EXOSAT

ROSAT

ASCA

BeppoSAX

XMMChandra

UHURU (libertà) - Nasa - 1970UHURU (libertà) - Nasa - 1970

- Piattaforma S.Marco (Kenia)

- contatori proporzionali (840 cm2 - 30 cm)

- prima mappa del cielo X

- 339 sorgenti

Einstein (NASA) - 1978Einstein (NASA) - 1978

- primo telescopio a incidenza radente (200 cm2)

- spettroscopio

- morfologia, spettri ad alta risoluzione

- sorgenti extra-galattiche

- corone stellariHyades

Exosat (ESA) - 1983Exosat (ESA) - 1983

- 2 telescopi (10 cm2)

- 1 contatore proporz. (1600 cm2 - 45cm)

- attività stellare

- binarie X

- righe del ferro

Rosat (D,US,UK) - 1990Rosat (D,US,UK) - 1990

- telescopio (240cm2) con grande risoluzione spaziale (2”)

- mappa del cielo con 150000 sorgenti

- morfologia di sorgenti estese

- comete, NS isolate

ASCA (J,US) - SAX (I,NL)ASCA (J,US) - SAX (I,NL)

- 1993

- 4 telescopi (1300cm2)

- CCD

- Corone, binarie

- SNR

- AGN

- ammassi di galassie

- 1996

- larga banda (0.1-300keV)

- 9 strumenti

- em. X dei lampi gamma e localizzazione

- . . .

collasso

1 h

T=109Knucleosintesi

onda d’urto

flash nuE=1051erg

v=c/15

propagazione

flash EM

Cassiopea A - SN 16??

V IR

Cas A

Cas A - spettro SAX a larga banda

[Fe]

Chandra BeppoSAX

il Fe in Cas A

Tycho - SN 1572

Crab - SN AD1054

Lupus - SN 1006

SN AD386

Cigno

Vela pulsar quasar

Nubi di Magellano

NGC 6543

M51 M83

Cen A

Giove Marte Venere

XEUS (ESA) - 201?

6 - 30 m2 f = 50 m

schermografia di una sogliola !

1. Il paziente, nudo, attende di essere esaminato . . .

2. branchie perfette . . . . . . e nessuna ernia del disco !