Une équipe d’astrophysique de la Northwestern University vise les étoiles, enfin une étoile morte.
Le 21 août, l’équipe financée par la NASA lancera sa fusée « Micro-X » depuis White Sands Missile Range dans le sud du Nouveau-Mexique. La fusée passera 15 minutes dans l’espace, juste assez de temps pour prendre une image rapide du reste de la supernova Cassiopée A, une étoile de la constellation de Cassiopée qui a explosé à environ 11 000 années-lumière de la Terre. Ensuite, la fusée reviendra en parachute sur Terre, atterrissant dans le désert – à environ 45 miles de la rampe de lancement – où l’équipe Northwestern récupérera sa charge utile.
Abréviation de « fusée d’imagerie à rayons X microcalorimétrique à haute résolution », la fusée Micro-X transportera un spectromètre d’imagerie à rayons X supraconducteur capable de mesurer l’énergie de chaque rayon X entrant provenant de sources astronomiques avec une précision sans précédent.
« Le reste de la supernova est si chaud que la plupart de la lumière qu’il émet n’est pas dans la gamme visible », a déclaré Enectali Figueroa-Feliciano de Northwestern, qui dirige le projet. « Nous devons utiliser l’imagerie par rayons X, ce qui n’est pas possible depuis la Terre car notre atmosphère absorbe les rayons X. C’est pourquoi nous devons aller dans l’espace. C’est comme si vous sautiez en l’air, preniez une photo juste au moment où votre tête a jeté un coup d’œil au-dessus de l’atmosphère et a ensuite atterri. »
Cassiopée A. Crédit : NASA/CXC/A. Hobart
Figueroa-Feliciano est professeur de physique et d’astronomie au Weinberg College of Arts and Sciences et membre du Northwestern’s Center for Interdisciplinary Exploration and Research in Astrophysics (CIERA). Il a conseillé une équipe de sept étudiants diplômés, stagiaires postdoctoraux et chercheurs post-baccalauréat, qui ont passé la dernière décennie à construire et à tester la fusée.
Bien que Micro-X soit lancé depuis le Nouveau-Mexique, l’équipe a construit la fusée et sa charge utile dans le laboratoire de Figueroa-Feliciano sur le campus d’Evanston. La partie la plus délicate consiste à maintenir les détecteurs supraconducteurs à des températures extrêmement froides – juste une infime fraction de degré au-dessus du zéro absolu – même s’ils se réchauffent en traversant l’atmosphère. L’équipe a résolu ce problème avec un thermos rempli d’hélium liquide, qui est découplé de la chaleur et des vibrations sur la peau de la fusée pendant le vol.
Crédit : Université du Nord-Ouest
« La construction de la fusée Micro-X est une entreprise difficile », a déclaré Figueroa-Feliciano. « Une fois lancé, il doit s’agir d’un processus entièrement autonome. Il doit s’allumer, enregistrer des données, stocker des données et nous les renvoyer de manière autonome. Cela donne aux étudiants l’occasion d’apprendre à créer et à tester une technologie réelle. . »
Maintenant au Nouveau-Mexique, l’équipe assemble la fusée et la prépare pour le vol. Les gens peuvent suivre le parcours de l’équipe sur Instagram.
L’équipe a précédemment testé la fusée de six étages à l’installation de vol Wallops de la NASA en Virginie et l’a lancée pour la première fois à l’été 2018. Lors du premier vol de la fusée, les chercheurs ont démontré que ses détecteurs, ainsi que leur lecture électronique supraconductrice, fonctionnaient dans espace.
En étudiant le reste de la supernova, qui mesure 10 années-lumière de diamètre, Figueroa-Feliciano espère en savoir plus sur la vie sur Terre et à l’intérieur de notre corps.
« Nous sommes tous faits de trucs de stars », a-t-il déclaré. « Les éléments de notre corps sont fabriqués dans les noyaux des étoiles. Lorsque les étoiles explosent, elles projettent des éjectas dans l’espace. Cassiopée A est si grande que le soleil et les 14 étoiles les plus proches du soleil tiendraient toutes à l’intérieur du reste de la supernova. L’éjecta à partir de ces événements se propage à travers la galaxie et finit par créer des planètes comme la Terre. »
Les institutions collaboratrices comprennent le Goddard Space Flight Center de la NASA, le Lawrence Livermore National Laboratory, l’Institut national des normes et de la technologie et l’Université du Wisconsin à Madison.