Un puissant satellite appelé XRISM (X-ray Imaging and Spectroscopy Mission) est sur le point de fournir aux astronomes un aperçu révolutionnaire du ciel en rayons X.
XRISM, dirigé par la JAXA (Japan Aerospace Exploration Agency) en collaboration avec la NASA et avec la contribution de l’ESA (Agence spatiale européenne), devrait être lancé sur une fusée H-IIA depuis le centre spatial japonais de Tanegashima à 20 h 26 HAE dimanche, 27 août (9 h 26 le lundi 28 août au Japon). JAXA diffusera le lancement en direct sur YouTube, avec une diffusion en anglais et en japonais à partir de 19 h 55 HAE.
« Certaines des choses que nous espérons étudier avec XRISM incluent les conséquences d’explosions stellaires et de jets de particules à une vitesse proche de la lumière lancés par des trous noirs supermassifs au centre des galaxies », a déclaré Richard Kelley, chercheur principal XRISM de la NASA au Goddard Space Flight de la NASA. Centre de Greenbelt, Maryland. « Mais bien sûr, nous sommes très enthousiasmés par tous les phénomènes inattendus que XRISM découvrira en observant notre cosmos. »
Également sur ce lancement se trouve le SLIM (Smart Lander for Investigating Moon) de JAXA, conçu pour démontrer des techniques d’atterrissage lunaires précises et « précises » par un petit explorateur. La NASA a fourni un réseau de rétroréflecteurs laser pour SLIM, alors que les deux agences coopèrent dans l’effort international visant à poursuivre l’exploration de la Lune et, à terme, l’exploration humaine de Mars.
XRISM détecte les rayons X avec des énergies allant de 400 à 12 000 électrons-volts. (À titre de comparaison, l’énergie de la lumière visible est de 2 à 3 électrons-volts.)
Cette gamme fournira aux astrophysiciens de nouvelles informations sur certaines des régions les plus chaudes de l’univers, les plus grandes structures et les objets ayant la gravité la plus forte.
La mission dispose de deux instruments, Resolve et Xtend.
Resolve est un spectromètre microcalorimétrique développé en collaboration entre la JAXA et la NASA. Lorsqu’un rayon X atteint le détecteur 6 x 6 pixels de Resolve, son énergie provoque une légère augmentation de la température. En mesurant l’énergie de chaque rayon X, l’instrument fournit des informations sur la source, telles que sa composition, son mouvement et son état physique.
Pour détecter ces minuscules changements de température, Resolve doit fonctionner à seulement une fraction de degré au-dessus du zéro absolu. Il atteint cet état en orbite après un processus de refroidissement mécanique en plusieurs étapes à l’intérieur d’un récipient d’hélium liquide de la taille d’un réfrigérateur.
« Resolve exploite les technologies développées pour les missions à rayons X précédentes comme Suzaku et Hitomi », a déclaré Lillian Reichenthal, chef de projet XRISM de la NASA chez Goddard. « Cela représente le point culminant d’années de travail collaboratif entre la JAXA, la NASA et d’autres partenaires du monde entier. »
Le deuxième instrument de XRISM, Xtend, a été développé par JAXA. Il donnera à XRISM l’un des plus grands champs de vision de tous les satellites d’imagerie à rayons X pilotés à ce jour, observant une zone environ 60 % plus grande que la taille apparente moyenne de la pleine lune. Les images qu’il collecte viendront compléter les données collectées par Resolve.
Chaque instrument est au centre d’un XMA (X-ray Mirror Assembly) conçu et développé chez Goddard.
Les longueurs d’onde des rayons X sont si courtes qu’elles peuvent passer directement entre les atomes des miroirs en forme de cuvette utilisés pour capturer la lumière visible, infrarouge et ultraviolette.
Au lieu de cela, les astronomes des rayons X utilisent des miroirs incurvés imbriqués tournés sur les côtés. Les rayons X sautent des surfaces comme des pierres à travers un étang et pénètrent dans les détecteurs.
Chacun des XMA de XRISM abrite des centaines de coques en aluminium concentriques de forme précise, construites en quadrants et assemblées en cercle. Au total, il y a plus de 3 200 segments de miroir individuels dans les deux ensembles de miroirs.
Après son lancement, XRISM entamera une phase d’étalonnage d’un mois, au cours de laquelle Resolve atteindra sa température de fonctionnement.
« Une fois que XRISM commencera à collecter des données, les scientifiques auront l’opportunité de proposer des sources à étudier pour la mission », a déclaré Mihoko Yukita, astrophysicienne à l’Université Goddard et Johns Hopkins de Baltimore qui travaille pour le Guest Observer Facility de la NASA pour XRISM. « Les chercheurs du monde entier auront accès aux travaux de pointe que réalisera XRISM. »
XRISM est une mission collaborative entre la JAXA et la NASA, avec la participation de l’ESA. La contribution de la NASA comprend la participation scientifique de l’Agence spatiale canadienne.