El Explorador de polarimetría de rayos X de imágenes , comúnmente conocido como IXPE , es un observatorio espacial con tres telescopios idénticos diseñados para medir la polarización de los rayos X cósmicos . [6] La misión estudiará objetos astronómicos exóticos y permitirá mapear los campos magnéticos de agujeros negros , estrellas de neutrones , púlsares , remanentes de supernovas , magnetares , quásares y núcleos galácticos activos . La radiografía de alta energíala radiación del entorno circundante de estos objetos se puede polarizar, vibrando en una dirección particular. El estudio de la polarización de los rayos X revela la física de estos objetos y puede proporcionar información sobre los entornos de alta temperatura donde se crean. [7]
![]() Impresión artística de IXPE. A la derecha están sus tres elementos ópticos de rayos X idénticos, los sensores están a la izquierda. | |
Nombres | IXPE |
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Tipo de misión | Satélite de astronomía de rayos X |
Operador | NASA / Agencia Espacial Italiana |
Sitio web | ixpe |
Duración de la misión | 2 años (planeado) |
Propiedades de la nave espacial | |
Astronave | IXPE |
Autobús | BCP-100 |
Fabricante | Ball Aerospace & Technologies |
Masa de lanzamiento | 337 kg [1] |
Masa de carga útil | 170 kilogramos |
Inicio de la misión | |
Fecha de lanzamiento | 17 de noviembre de 2021 [2] |
Cohete | Falcon 9 Bloque 5 [3] |
Sitio de lanzamiento | KSC , LC-39A |
Contratista | SpaceX |
Parámetros orbitales | |
Sistema de referencia | Órbita geocéntrica |
Régimen | Orbita terrestre baja |
Altitud del perigeo | 540 kilometros |
Altitud de apogeo | 540 kilometros |
Inclinación | 0,2 ° ( ecuatorial ) |
Telescopio principal | |
Tipo | Tres espejos |
Longitud focal | 4 m [4] |
Longitudes de onda | radiografía |
Transpondedores | |
Banda | Banda S [5] |
Descripción general
La misión IXPE se anunció el 3 de enero de 2017. [6] Está siendo desarrollada por el programa Small Explorer de la NASA (SMEX) y su lanzamiento está programado para el 17 de noviembre de 2021. [2] [8] El costo estimado de la misión y sus dos operación anual es de US $ 188 millones (el costo de lanzamiento es de US $ 50,3 millones). [9] [7] El objetivo de la misión IXPE es ampliar la comprensión de los procesos y fuentes astrofísicas de alta energía , en apoyo del primer objetivo científico de la NASA en astrofísica: "Descubrir cómo funciona el universo". [1] Al obtener polarimetría de rayos X e imágenes polarimétricas de fuentes cósmicas, IXPE aborda dos objetivos científicos específicos: determinar los procesos de radiación y las propiedades detalladas de fuentes específicas de rayos X cósmicos o categorías de fuentes; y explorar efectos relativistas y cuánticos generales en ambientes extremos. [1] [6]
Durante la misión de dos años de IXPE, estudiará objetivos como núcleos galácticos activos , cuásares , púlsares , nebulosas de viento de púlsar , magnetares , binarios de rayos X en acumulación , remanentes de supernovas y el Centro Galáctico . [4]
La nave espacial está siendo construida por Ball Aerospace & Technologies . [1] El investigador principal es Martin C. Weisskopf del Centro Marshall de Vuelos Espaciales de la NASA ; es el científico jefe de astronomía de rayos X en el Centro Marshall de Vuelos Espaciales de la NASA y científico del proyecto de la nave espacial Chandra X-ray Observatory . [7]
Colaboración internacional
La misión IXPE es una colaboración internacional firmada en junio de 2017. [1] Los detectores de polarización de rayos X serán proporcionados por la Agencia Espacial Italiana (ASI). [7] Otros socios son la Universidad de Colorado en Boulder , la Universidad de Stanford , la Universidad McGill en Canadá , el MIT ( Instituto de Tecnología de Massachusetts ) [1] y OHB Italia . [10]
Objetivos
Los objetivos técnicos y científicos incluyen: [11]
- Mejore la sensibilidad de polarización en dos órdenes de magnitud con respecto al polarímetro de rayos X a bordo del Observatorio Solar Orbital 8 .
- Proporcione mediciones espectrales, espaciales y temporales simultáneas.
- Determinar la geometría y el mecanismo de emisión de núcleos galácticos activos y microcuásares .
- Encuentre la configuración del campo magnético en magnetares y determine la magnitud del campo.
- Encuentre el mecanismo para la producción de rayos X en púlsares (tanto aislados como en acumulación) y la geometría.
- Determine cómo se aceleran las partículas en la nebulosa de viento de púlsar .
Telescopios
Telescopio (x3) | Parametros basicos |
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Longitud de onda | radiografía |
Rango de energía | 2-8 keV |
Campo de visión (FOV) | > 11 ′ |
Resolución angular | ≤30 ″ |
El observatorio espacial cuenta con tres telescopios idénticos diseñados para medir la polarización de los rayos X cósmicos . [6] El detector sensible a la polarización fue inventado y desarrollado por científicos italianos del Istituto Nazionale di AstroFisica (INAF) y el Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN) y fue perfeccionado durante varios años. [4] [12] [13]
Principio
La carga útil de IXPE es un conjunto de tres sistemas de polarimetría de rayos X de imágenes idénticos montados en un banco óptico común y alineados con el eje de puntería de la nave espacial. [1] Cada sistema funciona de forma independiente por motivos de redundancia y comprende un módulo de espejo de longitud focal de 4 metros que enfoca los rayos X en un detector de imágenes sensible a la polarización desarrollado en Italia . [1] La distancia focal se logra mediante un brazo desplegable.
Los detectores de píxeles de gas (GPD) utilizan la anisotropía de la dirección de emisión de fotoelectrones producidos por fotones polarizados para medir con alta sensibilidad el estado de polarización de los rayos X que interactúan en un medio gaseoso. [4] Los mapas de polarización dependientes de la posición y dependientes de la energía de tales fuentes emisoras de sincrotrón aclararán la estructura del campo magnético de las regiones emisoras de rayos X. Las imágenes polarimétricas de rayos X indican mejor la estructura magnética en regiones de fuerte aceleración de electrones. El sistema es capaz de resolver fuentes puntuales de emisiones nebulares circundantes o de fuentes puntuales adyacentes. [4]
Ver también
- Fuente de rayos X astrofísica
- GEMS , una nave espacial similar
- Lista de telescopios espaciales de rayos X
- Astronomía de rayos x
- Telescopio de rayos x
Referencias
- ^ a b c d e f g h "IXPE (Explorador de polarimetría de rayos X de imágenes)" . eoportal.com . ESA . Consultado el 17 de febrero de 2019 .
- ^ a b "IXPE: en las noticias - IXPE aprobó la revisión del punto de decisión clave (KDP-D)" . Centro Marshall de Vuelos Espaciales . NASA. 2 de noviembre de 2020 . Consultado el 20 de noviembre de 2020 .
Este artículo incorpora texto de esta fuente, que es de dominio público .
- ^ "Contrato de servicios de lanzamiento de premios de la NASA para una misión astrofísica innovadora" (Comunicado de prensa). NASA. 8 de julio de 2019.
Este artículo incorpora texto de esta fuente, que es de dominio público .
- ^ a b c d e Weisskopf, Martin C .; Ramsey, Brian; O'Dell, Stephen L .; Tennant, Allyn; Elsner, Ronald; Soffitta, Paolo; Bellazzini, Ronaldo; Costa, Enrico; Kolodziejczak, Jeffery; Kaspi, Victoria; Muleri, Fabio; Marshall, Herman; Matt, Giorgio; Romani, Roger (2016). "Explorador de polarimetría de rayos X de imágenes (IXPE)" . Resultados en Física . 6 : 1179-1180. Código Bibliográfico : 2016ResPh ... 6.1179W . doi : 10.1016 / j.rinp.2016.10.021 .
- ^ "Hoja de datos de IXPE" (PDF) . NASA. 2017.
Este artículo incorpora texto de esta fuente, que es de dominio público .
- ^ a b c d NASA selecciona misión para estudiar agujeros negros, misterios de rayos X cósmicos , Karen Northon, NASA News , 3 de enero de 2017
Este artículo incorpora texto de esta fuente, que es de dominio público .
- ^ a b c d La NASA selecciona la misión de astronomía de rayos X , Jeff Foust, SpaceNews , 4 de enero de 2017
- ^ "Es probable que la interrupción del trabajo por coronavirus retrase el lanzamiento de la misión de astronomía de rayos X de la NASA" . Vuelo espacial ahora. 2 de julio de 2020 . Consultado el 3 de julio de 2020 .
- ^ Clark, Stephen (8 de julio de 2019). "SpaceX gana el contrato de la NASA para lanzar un telescopio de rayos X en un cohete reutilizado" . Vuelo espacial ahora.
- ^ Presentación: Diseño de observatorio avanzado para la misión Explorador del polarímetro de rayos X de imágenes (IXPE)
- ^ "IXPE: Ampliando la vista de rayos X del Universo" . NASA. 2017.
Este artículo incorpora texto de esta fuente, que es de dominio público .
- ^ Costa, Enrico; Soffitta, Paolo; Bellazzini, Ronaldo; Brez, Alessandro; Lumb, Nicholas; Spandre, Gloria (2001). "Un polarímetro fotoeléctrico de rayos X eficiente para el estudio de agujeros negros y estrellas de neutrones" . Naturaleza (revista) . 411 (6838): 662–665. Código Bibliográfico : 2001Natur.411..662C . doi : 10.1038 / 35079508 . PMID 11395761 . S2CID 4348577 .
- ^ Bellazzini, R .; Spandre, G .; Minuti, M .; Baldini, L .; Brez, A .; Latronico, L .; Omodei, N .; Razzano, M .; Massai, MM; Pesce-Rollins, M .; Sgrò, C .; Costa, E .; Soffitta, P .; Sipila, H .; Lempinen, E. (2017). "Un detector de píxeles de gas sellado para astronomía de rayos X". Instrumentos y métodos nucleares en la Investigación Física Sección A . 592 (2): 853–858. arXiv : astro-ph / 0611512 . Código Bibliográfico : 2007NIMPA.579..853B . doi : 10.1016 / j.nima.2007.05.304 . S2CID 119036804 .