XRISM, présenté dans le concept de cet artiste, est une mission à rayons X qui étudiera certains des objets les plus énergétiques de l’univers. Crédit : Laboratoire d’images conceptuelles du Goddard Space Flight Center de la NASA
L’observatoire japonais XRISM, lancé le 25 août, fournira des informations approfondies sur les zones thermiques extrêmes de l’univers à l’aide d’instruments ultra-froids, révélant la luminosité et la composition chimique des sources de rayons X cosmiques.
L’observatoire japonais XRISM (X-ray Imaging and Spectroscopy Mission, prononcé « crism »), dont le lancement est prévu le 25 août (26 août, heure locale du Japon), offrira une vue sans précédent sur certains des endroits les plus chauds de l’univers. Et il le fera en utilisant un instrument qui est en réalité plus froid que l’endroit cosmique le plus glacial connu actuellement.
La puissance de l’instrument Resolve de XRISM
« L’instrument Resolve de XRISM nous permettra d’examiner la composition des sources de rayons X cosmiques à un degré qui n’était pas possible auparavant », a déclaré Richard Kelley, NASAchercheur principal XRISM au Goddard Space Flight Center de la NASA à Greenbelt, Maryland. « Nous prévoyons de nombreuses nouvelles informations sur les objets les plus chauds de l’univers, notamment les étoiles qui explosent, les trous noirs et les galaxies alimentées par eux, ainsi que les amas de galaxies. »
Explorez les températures du cosmos, du zéro absolu aux températures les plus chaudes jamais atteintes, avec cette infographie. Les cibles de la mission XRISM comprennent des restes de supernova, des systèmes binaires dotés de trous noirs de masse stellaire, des galaxies alimentées par des trous noirs supermassifs et de vastes amas de galaxies. Crédit : Goddard Space Flight Center de la NASA/Scott Wiessinger
Mesurer les températures cosmiques
Une nouvelle infographie de la NASA (voir ci-dessus) illustre l’énorme plage de températures cosmiques. Au bas de l’échelle se trouve zéro absolu Kelvin, ou 459,67 degrés en dessous de zéro Fahrenheit (moins 273,15 Celsius).
Le détecteur de l’instrument Resolve de XRISM est à peine plus chaud que quelques centièmes de degré. Il fait 20 fois plus froid que la nébuleuse du Boomerang – l’environnement naturel le plus froid connu – et environ 50 fois plus froid que la température de l’espace profond, qui n’est réchauffé que par la plus ancienne lumière de l’univers, le fond cosmique des micro-ondes.
Le vaisseau spatial XRISM lors des tests acoustiques au centre spatial Tsukuba de la JAXA en décembre 2022. Ces tests et d’autres confirment que le vaisseau spatial peut résister aux vibrations et aux bruits sévères du lancement de sa fusée. Crédit : JAXA
Fonctionnalité et collaboration
L’instrument Resolve, qui est une collaboration entre la NASA et la JAXA (Japan Aerospace Exploration Agency), doit être maintenu si froid car il fonctionne en mesurant la petite augmentation de température créée lorsque les rayons X frappent son détecteur. Ces informations dressent une image de la luminosité de la source dans diverses énergies de rayons X – l’équivalent des couleurs de la lumière visible – et permettent aux astronomes d’identifier les éléments chimiques par leurs empreintes digitales uniques, appelées spectres.
« Avec les instruments actuels, nous ne sommes capables de voir ces empreintes digitales que de manière relativement floue », a déclaré Brian Williams, scientifique du projet XRISM de la NASA à Goddard. « Resolve donnera effectivement à l’astrophysique des rayons X un spectromètre avec une loupe. »
Les membres de l’équipe Lawrence Lozipone de Stinger Ghaffarian Technologies, Inc. et Yang Soong, chercheur à l’Université du Maryland à College Park, travaillent avec des miroirs de vol pour la mission d’imagerie et de spectroscopie à rayons X (XRISM). Des segments de miroir en aluminium imbriqués – 1 624 pour chaque ensemble de miroirs à rayons X – focalisent les rayons X entrants pour les instruments scientifiques du satellite. Crédit : Goddard Space Flight Center de la NASA
Instruments complémentaires
L’autre instrument de XRISM, appelé Xtend, développé par JAXA et des universités japonaises, est un imageur à rayons X qui effectuera des observations simultanées avec Resolve, fournissant ainsi des informations complémentaires. Les deux instruments s’appuient sur deux ensembles de miroirs à rayons X identiques développés chez Goddard. (Voir la vidéo connexe ci-dessus.)
La mission XRISM est une initiative conjointe impliquant la JAXA et la NASA, avec la contribution de l’ESA (Agence spatiale européenne). De plus, l’Agence spatiale canadienne collabore aux aspects scientifiques de la contribution de la NASA.
