Le capacità d'indagine del NUSTAR

I punti blu in un campo di galassie, conosciuto come il campo COSMOS, mostrano galassie che contengono buchi neri supermassicci che emettono raggi X ad alta energia. I buchi neri sono stati rilevati dall’analisi spettroscopica nucleare Array della NASA, o NUSTAR, che ha individuato 32 buchi neri di questo genere, in questo campo e ne ha finora osservati centinaia su tutto il cielo.

I buchi neri sono tra gli oggetti più affascinanti dell'universo. Probabilmente la maggior parte ne sanno qualcosa, forse tramite solo la lettura di alcune speculazioni pseudo-scientifiche.

Tuttavia, nonostante la loro popolarità, la nostra conoscenza di questi mostri dell'universo è limitata. Sappiamo che "normali" buchi neri (anche se nulla è normale sui buchi neri), hanno masse di un paio di decine di volte la massa del Sole e, si formano quando grandi stelle muoiono ed esplodono come supernove. Tuttavia, non vi è più di un tipo di buco nero. Nei centri di maggior galassie, vi è un "mostro tra i mostri." Questo è quello che gli astronomi chiamano un buco nero supermassiccio (SMBH), e possono pesare da milioni a miliardi di masse solari. Nonostante che quasi tutte le galassie di dimensioni normali nell'Universo ospitano un SMBH nei loro centri (anche la nostra Via Lattea!), gli astronomi non sanno quando e come si sono formati.

 

Quando gli SMBHs crescono per l’accrescimento causato dalla presenza di gas nelle loro vicinanze, enormi quantità di radiazioni sono emesse, e gli astronomi chiamano questi oggetti "nuclei galattici attivi (AGN)".  I raggi X, in particolare, sono molto sensibili a questo processo e possono essere utilizzati per identificare questi mostri crescenti.

La Chandra raggi X è stato utilizzata da oltre 15 anni o giù di lì per osservare una piccola area del cielo con le dimensioni di circa due terzi della Luna piena. Questo progetto si chiama Chandra Deep Field-Sud (CDF-S). Il tempo totale di esposizione in questo campo è di circa 7 milioni di secondi (più di due mesi!),rendendo la patch di cielo coperto dai dati a raggi X più sensibili esistenti. Eppure, questo non è sufficiente per individuare e studiare l’AGN più pallida.

 

Gli altri punti colorati sono galassie che ospitano buchi neri che emettono raggi X a bassa energia, e sono stati avvistati dal Chandra X- ray Observatory della NASA.                          I dati di Chandra mostrano i raggi X con energie tra 0,5 e 7 kiloelettronvolt, mentre i raggi X  secondo i dati di NUSTAR mostrano tra 8-24 kiloelettronvolt.

NUSTAR è una piccola missione Explorer guidato da Caltech e gestito da JPL per Science Mission Directorate della NASA a Washington. NUSTAR è stato sviluppata in collaborazione con l'Università tecnica danese e l'Agenzia Spaziale Italiana (ASI). Il veicolo spaziale è stato costruito da Orbital Sciences Corp., Dulles, Virginia.                                                                                          Il centro operativo della missione di NUSTAR è all'Università di Berkeley, e l'archivio dati ufficiali è l’Astrophysics Science Archive Research Center ad alta energia della NASA.      ASI fornisce stazione di terra della missione e un archivio specchio.                                       JPL è gestito da Caltech per la NASA.

 

 

I pericoli delle radiazioni cosmiche per le future missioni spaziali

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La Stazione Spaziale Internazionale (ISS) continua a essere un mondo per diversi tipi laboratorio di ricerca spaziale, dopo oltre 15 anni di attività e, in quest'arco temporale, ha dimostrato di essere una risorsa fantastica per osservare su una navicella spaziale galleggiante, per esempio le potenziali variazioni che si riferiscono a operazioni di matrice solare ad alta tensione in Low Earth Orbit (LEO).

 

Le misurazioni della densità elettronica ionosferica e della temperatura lungo l'orbita dell’ISS e le variazioni nel potenziale flottante sull’ISS sono state ottenute dalla Measurement Unit Potenziale galleggiante (FPMU). 

 

In particolare, le rapide variazioni del potenziale flottante sull’ISS durante le operazioni di matrice solari su scale temporali di decine di millisecondi possono essere registrate, per mezzo della frequenza di campionamento a 128 Hz, operata dal galleggiante della sonda potenziale (FPP).

 

Quest'ultima fornisce un interessante spaccato dell'interazione fra alta tensione con i pannelli solari e l'ambiente spaziale del plasma. Confrontando i dati FPMU con le operazioni temporali sull’ISS e i dati di matrice solari, si fornisce un mezzo per correlare alcuni dei transitori, più complesse e interessanti variazioni dei potenziali galleggianti, durante operazioni di missione. 

 

Queste complesse variazioni non sono state riprodotte dai modelli attuali e richiedono successivi studi per comprendere i processi fisici sottostanti. 

Sono già stati presentati alcuni dei potenziali galleggianti transitori, osservati nel corso degli ultimi anni, insieme con i più rilevanti parametri ambientali dello spazio e i dati operativi delle matrici solari. 

Le caratteristiche uniche della ricerca ambientale su ISS: 

<!--[if !supportLists]-->1.  <!--[endif]-->Microgravità o assenza di peso, alterano molti fenomeni osservabili all'interno delle scienze fisiche e della vita. Sistemi e processi colpiti dalla microgravità includono bagnatura della superficie e tensione superficiale, flusso multifase e il trasferimento di calore, la dinamica dei sistemi multifase, solidificazione, e fenomeni d’incendio e la combustione. Inoltre, la microgravità induce una vasta gamma di variazioni di organismi che vanno dai batteri all'uomo, incluse alterazioni globali dell'espressione genica e aggregazione tridimensionale di cellule.

<!--[if !supportLists]-->2.  <!--[endif]-->Condizioni estreme sono tipiche nell'ambiente ISS, compresa l'esposizione a calore estremo e ciclismo freddo, ultra-vuoto, ossigeno atomico, e la radiazione ad alta energia. Prove e qualificazione dei materiali esposti simultaneamente a queste condizioni estreme hanno fornito dati per consentire la produzione di componenti affidabili di lunga durata usati sulla Terra così come nei più sofisticati componenti satellitari e spaziali del mondo.

<!--[if !supportLists]-->3.  <!--[endif]-->La sua posizione in orbita terrestre bassa permette ISS un punto di vista unico, con un'altitudine di circa 240 miglia (400 km) e un percorso orbitale oltre il 90% della popolazione della Terra. Questo può fornire una migliore risoluzione spaziale e le condizioni di luce variabili rispetto alle orbite eliosincrone di tipici satelliti di telerilevamento della Terra.

 

La latente riattivazione del virus, la riduzione del numero di cellule immunitarie, la diminuzione dell’attivazione nelle cellule e l'aumentata sensibilità degli astronauti alle infezioni, in seguito al ritorno sulla Terra, sono tutti eventi che dimostrano come il sistema immunitario è meno efficiente durante il volo spaziale. Queste disfunzioni durante le missioni a lungo termine possono provocare la comparsa d’infezioni opportunistiche o una diminuzione nei meccanismi d’immuno-sorveglianza che sradicano le cellule tumorali. D'altra parte, il monitoraggio dell'ambiente microbico è essenziale per prevenire malattie infettive nello spazio. Pertanto, entrambi gli aspetti dovranno essere monitorata continuamente durante le missioni di lunga durata nello spazio, utilizzando sistemi diagnostici semiautomatici e in miniatura. Nel breve termine, tali apparecchiature permetteranno lo studio delle cause d’immunodeficienza spazio riscontrate, sviluppando contromisure per mantenere una funzione immunitaria ottimale e migliorando la capacità di prevenire malattie infettive durante le missioni spaziali. Al fine di raggiungere questi obiettivi, un nuovo sistema diagnostico è stato progettato per eseguire una serie di saggi biologici e immunologici a bordo delle navicelle spaziali. Attraverso analisi di citometria di flusso e analisi della biologia molecolare, questo sistema diagnostico permetterà di migliorare la sorveglianza medica di astronauti e sarà utilizzato per testare le contromisure volte a prevenire il deficit immunitario durante le missioni spaziali.