SAX ed i suoi strumenti:

Nel contesto delle passate e future missioni di Astronomia X, BeppoSAX spicca per la sua ampia copertura spettrale, che va da 0.1 a più di 200 KeV. La sensibilità della strumentazione scientifica permetterà di studiare dettagliatamente l' emissione in tutta la banda X di sorgenti celesti deboli circa 1/20 di 3C273 (una sorgente molto famosa). Tutto ciò apre, nel panorama dell' astronomia X, nuove prospettive per lo studio a larga banda di spettri X e della variabilità di sorgenti cosmiche. Difatti lo studio del comportamento spettrale delle sorgenti celesti su una vasta banda di energia è di primaria importanza per comprendere i meccanismi di emissione. Questo fatto è diventato più evidente negli ultimi anni, quando i tentativi degli scienziati, nell'organizzare campagne di osservazioni simultanee su più bande di enrgia, sono stati premiati da eccellenti risultati. Il Satellite Italo-Olandese a raggi X BeppoSAX sarà la prima missione a raggi X ( e, dei prossimi satelliti, l'unica) che avrà la capacità di osservare sorgenti su più di tre decadi di energia - da 0.1 a 200 keV - con un'area relativamente grande, una buona risoluzione spettrale, associata ad una buona risoluzione spaziale (risoluzione di circa 1') nella sfera di 0.1-10 keV. La strumentazione dedicata a tale scopo è composta da uno spettrometro/concentratore ottico di media energia (1-10keV), il MECS, consistente di tre unità, uno spettrometro/concentratore ottico a bassa energia (0.1-10 keV), il LECS, un contatore proporzionale con gas ad alta pressione (3-120 keV), HPGSPC, ed un detector a cristalli liquidi, il PDS, tutti questi strumenti hanno campi ristretti (circa un grado) e puntano nella stessa direzione.
Un' altra caratteristica peculiare della missione è la sua capacità di mostrare ampie zone di cielo con una risoluzione di 5' nella sfera 2-30 keV per poter studiare bene la variabilità delle sorgenti sotto 1 mCrab e per individuare i fenomeni transienti X. Ciò viene realizzato grazie a due contatori proporzionali a maschera codificata (WFC) che puntano in direzioni diametralmente opposte e perpendicolari alla direzione di puntamento degli altri strumenti. Infine,gli schermi laterali del PDS saranno usati come un monitor per rivelare, nella scala 60-600 keV, improvvisi lampi di raggi gamma (gamma-ray burst) la cui natura misteriosa è stata, negli ultimi anni, fonte di attento studio da parte degli astrofisici.

Lancio ed Operazioni di Terra

Il SAX è stato lanciato alle 4:31 GMT del 30 Aprile del 1996 da Cape Canaveral (Florida - USA) con un Atlas-Centaur. Dopo un volo nominale di circa venti minuti, quando si trovava all' incirca sulla verticale dell' isola dell' Ascensione, è stato immesso nella sua orbita finale. Attualmente SAX si trova su di un orbita equatoriale, posta a circa 600 km di quota ed inclinata di quasi 4 gradi, e compie una rivoluzione completa intorno al nostro pianeta in 97 min. I dati che vengono prodotti dalla strumentazione di bordo e dagli strumenti scientifici (circa 1Gb al giorno) vengono scaricati a terra durante ogni passaggio sopra la base di Malindi (Kenia). Durante tale passaggio, che dura circa 10 min, il satellite entra in contatto col centro di controllo (OCC), situato a Roma presso la Nuova Telespazio, da cui riceve i telecomandi per le orbite successive. I dati scientifici, ricevuti dal centro operativo dati scientifici (SOC) di Roma, vengono rapidamente controllati ed archiviati e quindi trasferiti al centro dati scientifici (SDC) dove vengono preparati per essere inviati alla comunita' scientifica. Il centro dati scientifici rappresenta l' interfaccia tra il SAX e la comunita' astronomica e si occupa di fornire tutti quegli strumenti e quelle informazioni utili a chi intende fare una richiesta di tempo osservativo e poi intende analizzare i dati ottenuti.

Obiettivi Scientifici

Grazie alla sua ampia copertura spettrale ed alle prestazioni dei suoi strumenti il SAX consentirà, per la prima volta di osservare contemporaneamente tutte quelle caratteristiche che, in passato, sono state osservate da diverse missioni. Per esempio, uno spettro complesso come quello della galassia di Seyfert 1, MCG-6-30-15, potrà essere osservato in dettaglio in tutta la banda X da BeppoSAX-NFI in 40.000 s; sarà possibile così evidenziare, in un colpo solo, le varie caratteristiche emerse nelle precedenti missioni. Ovvero iniziando dalla regione di bassa energia troviamo: un eccesso soffice osservato da EXOSAT, un edge dell' OVII a circa 0.8 keV osservato da ROSATe da ASCA, una riga del ferro a 6.4 keV ed un aumento di intensita' ad alta energia (sopra i 10 keV) individuato da GINGA. Le future missioni si avvicineranno in modo complementare a quella del BeppoSAX, come la russa Spectrum X-Gamma e l' americana XTE. SAX potrà contribuire significativamente in parecchi campi dell' astronomia X come:

Sorgenti galattiche compatte; forma e variabilità del continuo: studio delle fasi orbitali e rotazionali attraverso lo spettro di righe (riga del ferro, righe di ciclotrone). Sorgenti ultra-soffici; scoperta e studio dei transienti X.

Nuclei Galattici Attivi: forma dello spettro e dinamica del continuo. Variabilità delle componenti di riga larghe e strette relativamente al continuo in oggetti luminosi ( studio dell' eccesso soffice, degli assorbitori caldi e freddi e relative edges dell' Ossigeno e del Ferro); forma spettrale di oggetti con flusso al di sotto di 1/20 di 3C273 sino a 100-200keV; spettro di oggetti ad alto redshift sino a 10 keV.

Ammassi di galassie: spettro spazialmente risolto di oggetti vicini e studio dei gradienti della temperatura e del raffreddamento (cooling flows); composizione chimica e distribuzione della temperatura in funzione del redshift.

Residui di Supernova: spettro spazialmente scisso di residui estesi; spettro dei residui nelle Nubi di Magellano

Galassie normali: spettro da 0.1 a 10 ke V dell' emissione estesa

Stelle: studio dell' emissione dalla corona stellare da 0.1 a 10 keV

Gamma Ray Burst: analisi temporale con risoluzione di 1msec da 60 a 600 ke V. Controparti X con un' accuratezza nella posizione di 5'.

Operazioni e Strategie

Durante la sua vita operativa (prevista di due anni ma prolungabile a quattro), BeppoSAX sarà in grado di operare un gran numero di puntamenti. La maggior parte del tempo sarà impiegata per osservare con gli NFI, mentre le Wide Field Cameras saranno usate periodicamente per scrutare il piano galattico e per monitorare il comportamento temporale delle sorgenti al di sopra di 1mCrab. Inoltre, grazie al loro vasto campo di vista, avranno la possibilità di individuare fenomeni transienti X, nell' ordine di 10-20 l' anno.

Il programma di osservazione sarà reso flessibile in modo da consentire un rapido (entro poche ore) puntamento di quelle regioni di cielo in cui si e' verificato un qualche evento straordinario (TOO).
Le osservazioni sono organizzate sulla base di un Core Program e di un Guest Observer Program aperto a tutta la comunita' scientifica internazionale. Il tempo riservato al Core Program è dell'80 per cento per il primo anno della missione, andando a decrescere negli anni seguenti. La partecipazione al Core Program è aperta ai membri delle comunità nazionali che partecipano alla missione e sarà regolata, con le applicazioni per il tempo Guest Observer, dalla selezione delle proposte. Questa strategia permetterà di ottenere programmmi complessi e sistematici, lasciando comunque ampio spazio ai progetti più piccoli.

L' interesse con cui la comunita' scientifica nazionale ed internazionale hanno accolto questa missione e' testimoniato dall' elevato numero di proposte di osservazioni, relative al primo anno di attivita' del satellite, che sono giunte al SDC; esse sono state in tutto 309, 186 per il Core Program e 123 per il Guest Observer Program, per ad un tempo totale di osservazione ben quattro volte maggiore di quello previsto.

Risultati

Il satellite BeppoSAX, durante il periodo di messa a punto della strumentazione scientifica (SVP), ha gia' ottenuto dei primi rilevanti successi. Il piu' importante e' certamente la rivelazione simultanea di un Gamma Ray Burst nel Gamma Ray Burst Monitor ed in una delle WFC. Tale evento, confermato dall' esperimento americano BATSE in volo sul satellite CGRO, ha permesso di ottenere, per la prima volta nella storia dell' astronomia, l' immagine X di un Gamma Ray Burst.
Un risultato non meno importante da segnalare e' il buono stato in cui vertono le calibrazioni di tutti gli strumenti che permettera' al piu' presto una buona analisi scientifica dei dati raccolti dal SAX.
Sono disponibili on-line i primissimi dati di SAX ed i testi (in inglese) delle circolari IAU inviate dal SAX Team per segnalare i risultati ottenuti.

La "Prima luce" del BeppoSAX

Circolari IAU

	Ulteriori informazioni possono essere richieste a: asdc_helpdesk@asdc.asi.it