EXTraS Exploring the X-ray Transient and variable Sky – ha prodotto la piu’ completa e sensibile ricerca e caratterizzazione di variabilita’ temporale mai effettuata nel cielo nella banda dei raggi X molli. Tutti i risultati sono stati resi pubblici in un archivio accessibile via web. Il progetto ha estratto tutte le informazioni relative nel dominio temporale per circa 400 mila sorgenti serendipite rivelate dalla missione XMM-Newton dell’Agenzia Spaziale Europea a partire dal lancio, su scale temporali fra ~0.1 s e ~10 anni e su flussi da 10-9 a 10-15 erg cm-2 s-1 fra 0.2 e 10 keV. L’analisi si e’ svolta in diverse linee:

Un’osservazione XMM-Newton con sorgenti serendipite che mostrano variabilita’ sul tempo scala di ore (colonna sinistra) e di settimane (colonna destra)

1) Variabilita’ non periodica su tempi scala brevi (dalla risoluzione temporale degli strumenti alla durata di un’osservazione). Sono state prodotte curve di luce corrette per il fondo strumentale, con bin temporali sia uniformi che adattivi (utilizzando l’approccio dei blocchi Bayesiani) in diversi intervalli di energia; sono stati anche generati spettri di potenza della variabilita’ delle sorgenti. Questi prodotti sono stati poi caratterizzati calcolando un grande numero di parametri in grado di descrivere quantitativamente diversi aspetti della variabilita’ di ogni sorgente.

2) Ricerca di pulsazioni. Sfruttando l’informazione sul tempo di arrivo di ogni singolo fotone, e’ stata effettuata una ricerca di periodicita’ utilizzando un algoritmo basato su FFT, in grado di tener conto della presenza e delle caratteristiche di “rumore rosso” nello spettro di potenza, legato alla variabilta’ non periodica delle sorgenti. Uno studio piu’ preciso di tutti i segnali periodici identificati e’ stato effettuato con la tecnica del ripiegamento in fase.

La scoperta di pulsazioni nella Ultraluminous X-ray Source NGC5907 ULX-1 (Israel et al. 2017)

3) Ricerca di nuovi transienti, dedicata a sorgenti che sono salite sopra la soglia di rivelazione solo in una frazione della durata di un’osservazione (e pertanto non sono state trovate dalla ricerca standard di sorgenti, che integra tutto il tempo dedicato ad ogni osservazione). E’ stata effettuata una ricerca di sorgenti su sottointervalli della durata di ogni osservazione, basata sulla selezione di intervalli temporali e di regioni del campo di vista promettenti utilizzando l’approccio dei blocchi Bayesiani.

4) Variabilita’ non periodica su lungo tempo scala (fra osservazioni diverse). Un gran numero di sorgenti e’ stato rivelato piu’ di una volta, grazie alla sovrapposizione del campo di vista in osservazioni diverse a diverse epoche. E’ stato prodotto un grande catalogo combinando per ogni sorgente tutte le misure di flusso e gli upper limits (nel caso la sorgente non fosse rivelata) ottenuti da tutti i dati a disposizione, sia le osservazioni puntate che le slews. Sulle curve di luce ottenute, sono stati effettuati test di variabilita’ e una semplice caratterizzazione.

Tutti i risultati e i prodotti sono stati messi a disposizione della comunita’ in un archivio pubblico, che comprende un database con tutti i parametri descrittivi per tutte le sorgenti, oltre a circa 20 milioni di files (curve di luce, hardness ratios, curve di luce ripiegate in fase, spettri di potenza …) E’ una risorsa estremamente ricca per lo studio di qualunque classe di oggetti astrofisici, con campi di applicazione che vanno dalla ricerca di fenomeni rari a studi di popolazione per classi di sorgenti.

Il nostro gruppo ha pubblicato una serie di articoli basati sui primi risultati di EXTraS. Fra questi, la scoperta di pulsazioni ad ~1 s dalla Ultraluminous X-ray source NGC5907 ULX-1, che ha dimostrato che la sorgente e’ alimentata da una stella di neutroni che produce una luminosita’ circa 500 volte superiore al limite di Eddington. Tale luminosita’, unitamente al valore estremamente alto nell’accelerazione del periodo di rotazione, non puo’ essere spiegata dai modelli standard di accrescimento (vedere Israel et al., 2017, su Science o su arXiv)

Il progetto EXTraS ha visto la collaborazione di sei istituti europei: Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF, Italia, coordinatore); Scuola Universitaria Superiore IUSS Pavia (Italia); Consiglio Nazionale delle Ricerche – Istituto di Matematica Applicata e Tecnologie Informatiche “E. Magenes” (CNR-IMATI, Italy); University of Leicester (UK); Max Planck Gesellschaft zur Foerderung der Wissenschaften – Max Planck Institut fuer extraterrestrische Physik (MPG-MPE, Germania); Friedrich-Alexander Universitat Erlangen-Nuremberg – Erlangen Center for Astroparticle Physics (ECAP, Germania). EXTraS e’ stato finanziato dall’Unione Europea nell’ambito del 7 Programma Quadro (FP7-Space)

Per maggiori dettagli, si rimanda al sito del progetto.



Pagina gestita da Andrea De Luca Ultima modifica: 3-5-2019