Les télescopes à rayons X observent les objets les plus extrêmes et les plus chauds de l’univers. Cette liste comprend des trous noirs et des étoiles à neutrons qui sont plus massifs que notre soleil, mais occupent des régions qui s’intégreraient dans l’empreinte de la grande région métropolitaine de Saint-Louis.
Une fusée SpaceX Falcon 9 est lancée avec le vaisseau spatial Imaging X-ray Polarimetry Explorer (IXPE) de la NASA à bord du complexe de lancement 39A, le jeudi 9 décembre 2021, au Kennedy Space Center de la NASA en Floride. La sonde IXPE est le premier satellite dédié à la mesure de la polarisation des rayons X provenant de diverses sources cosmiques, telles que les trous noirs et les étoiles à neutrons. Le lancement a eu lieu à 1 h HNE.
Crédits : NASA/Joel Kowsky
« La nouvelle capacité de polarisation devrait nous donner de nouvelles informations qualitatives sur le fonctionnement interne de ces objets », a déclaré Henric Krawczynski, le professeur Wayman Crow de physique dans les arts et les sciences à l’Université de Washington à St. Louis. Krawczynski est membre du corps professoral de la Centre McDonnell pour les sciences spatiales.
« Les trous noirs sont des nœuds dans l’espace-temps. Les observations de polarisation des rayons X nous donneront une nouvelle façon de mesurer la vitesse à laquelle ils tournent autour de leur axe de symétrie », a déclaré Krawczynski. « Et les observations de magnétars nous permettront de tester les prédictions de la mécanique quantique sur les propriétés cristallines de l’espace vide produites par les particules entrant et sortant de l’existence. »
Le 9 décembre, la NASA a lancé son premier satellite dédié aux rayons X, appelé le Explorateur de polarimétrie des rayons X d’imagerie, ou IXPE, du Kennedy Space Flight Center près d’Orlando, en Floride.
le le lancement a été un franc succès, a déclaré Krawczynski, membre de l’équipe scientifique de l’IXPE, qui a assisté à un événement de visualisation de lancement aux côtés d’autres scientifiques.
« Au cours des prochaines semaines, le vaisseau spatial sera vérifié et l’optique à rayons X sera déployée », a déclaré Krawczynski, qui a félicité l’équipe de lancement de SpaceX pour avoir accompli une orbite équatoriale à partir d’un point de départ difficile à Cap Canaveral. « Dans environ quatre semaines, les observations scientifiques commenceront, avec Cassiopée A, le vestige d’une explosion stellaire il y a plus de 300 ans, étant la première cible d’observation lumineuse.
La mission du satellite IXPE a été développée par une collaboration américano-italo-japonaise dirigée par le scientifique du Marshall Space Flight Center Martin Weisskopf.
« Le travail avec les collaborateurs internationaux de l’équipe scientifique de l’IXPE a été extrêmement gratifiant », a déclaré Krawczynski, qui a rencontré certains de ses homologues en personne pour la première fois lors de l’événement de lancement. La pandémie avait contraint les chercheurs à développer de nombreux nouveaux outils d’analyse et modèles astrophysiques par vidéoconférence.
Observation de trous noirs et d’étoiles à neutrons
À l’Université de Washington, Krawczynski dirige le Expérience XL-Calibur, une deuxième expérience de polarimétrie aux rayons X qui viendra compléter l’IXPE. XL-Calibur est une expérience en ballon dont le lancement est prévu depuis Kiruna, en Suède, en mai 2022.
XL-Calibur atteint des énergies de rayons X plus élevées, 15-80 kilo-électron-volt par particule lumineuse (photon), par rapport aux 2-8 kilo-électron-volt d’IXPE.
Le projet XL-Calibur est actuellement financé par une subvention de 4 millions de dollars de la NASA et des contributions internationales. L’un des moments forts du prochain vol sera une campagne d’observation conjointe du trou noir Cygne X-1 avec IXPE, XL-Calibur et deux autres télescopes spatiaux de la NASA. Krawczynski a proposé avec succès les observations avec cette flotte d’observatoires de la NASA, qui s’accompagnent d’un financement supplémentaire de 103 518 $ pour les chercheurs étudiants diplômés afin d’analyser et d’interpréter les données.
Les préparatifs pour le lancement du télescope XL-Calibur sont bien avancés. Étudiants diplômés de l’Université de Washington Lindsey Lisalda, André Ouest, Éphraïm Gau et Arman Hossen travaillent avec un ingénieur Richard Bose et techniciens Dana Braun et Garry Simburger pour tester sous contrainte le nouveau télescope dans une large gamme de températures ambiantes.
Les chercheurs se sont rendus à la NASA Installation de vol Wallops en novembre à installer le détecteur de plan focal dans le télescope de 12 mètres de long. Après un dernier essai à sec du télescope en Palestine, au Texas, en janvier et février, l’équipe se rendra en Suède en avril et mai 2022 pour envoyer le télescope sur un vol stratosphérique de 5 à 7 jours vers le Canada. Le même télescope sera relancé 16 mois plus tard, cette fois depuis la station McMurdo en Antarctique.
La source: Université de Washington à Saint-Louis
