Après deux ans de travail intensif, dirigé par la division des sciences spatiales du Naval Research Laboratory (NRL) des États-Unis, la conception d'un observatoire spatial conceptuel est confiée aux National Academies of Science, Enquête décennale d'ingénierie et de médecine sur l'astronomie et l'astrophysique, qui établit les priorités de la communauté astronomique pour la prochaine décennie.

Pour Tom Maccarone de la Texas Tech University, qui a joué un rôle essentiel dans le développement de l'observatoire au cours des deux dernières années, commence maintenant un chapitre tout aussi important – s'assurer que les principaux décideurs comprennent son importance.

L'Observatoire spectroscopique à résolution temporelle pour les rayons X à large bande énergétique (STROBE-X) est un concept de mission pour un observatoire à rayons X qui se spécialisera dans la variabilité rapide du temps. Le satellite recueillerait des informations à partir de trous noirs, étoiles à neutrons, des événements transitoires et des explosions cosmiques telles que la destruction violente d'étoiles en proie à des trous noirs et des collisions d'étoiles à neutrons binaires. Le coût estimé de la construction de l'observatoire est de 880 millions de dollars.

"Nous espérons que l'enquête décennale dira spécifiquement que STROBE-X doit être fait, " dit Maccarone, un professeur présidentiel d'excellence en recherche au Texas Tech Department of Physics &Astronomy. "Mais même s'ils disent simplement que la synchronisation et la spectroscopie des rayons X à zone de collecte élevée sont importantes, nous devrions avoir une bonne chance de faire voler notre mission."

Paul Ray, un astronome de la section Astrophysique et applications des hautes énergies du LNR, a dirigé l'étude du concept de mission STROBE-X.

"Les conditions physiques dans les systèmes exotiques comme les trous noirs et les étoiles à neutrons sont impossibles à recréer dans n'importe quel laboratoire terrestre, " dit Ray. " Alors, une mission comme celle-ci est le meilleur moyen d'élargir notre compréhension."

Le concept de mission STROBE-X fait appel à un 5 agile, Satellite de 000 kilogrammes avec un moniteur grand champ pour détecter et localiser les événements transitoires et surveiller l'état des sources variables. Ces observations déclencheraient le satellite pour entraîner son énorme, instruments primaires sur un objet d'intérêt. Il répondrait également aux notifications des observatoires au sol.

Les instruments principaux auraient plus de 10 fois la surface collectrice des instruments à rayons X précédents – une technologie rendue possible par les dernières avancées en matière de détecteurs de rayons X à semi-conducteurs et d'optiques de concentration de rayons X légères. Les mesures avec ces instruments peuvent déterminer la rotation des trous noirs, le rayon des étoiles à neutrons et les éléments créés lors d'événements explosifs.

Maccarone a dirigé le développement du cas scientifique STROBE-X pendant l'étude de la mission. Il prédit que dans les années 2020, de nombreuses nouvelles installations surveilleront régulièrement le ciel à différentes longueurs d'onde, recherche de sources transitoires et variables.

Il a dit que cela représente un changement par rapport à l'astronomie traditionnelle, en mettant l'accent sur des observations très approfondies d'objets individuels, à la science des mégadonnées.

"STROBE-X, avec sa surveillance par rayons X grand champ et sa réponse rapide, sera une capacité critique à l'ère de l'astronomie dans le domaine temporel, " dit Maccarone.

La technologie de l'instrument principal sur STROBE-X est déjà démontrée par le Neutron Star Interior Composition Explorer, une charge utile attachée à la Station spatiale internationale depuis 2017.

Selon Colleen Wilson-Hodge, membre de l'équipe d'étude du Marshall Space Flight Center de la NASA, STROBE-X serait un outil essentiel à l'ère de l'astrophysique multi-messagers.

« Tout au long de l'histoire, nous avons appris à connaître les étoiles en regardant la lumière qu'elles émettent – ​​d'abord visuellement, puis avec des longueurs d'onde allant des ondes radio aux rayons gamma, " dit-elle. " Le développement récent des détecteurs d'ondes gravitationnelles et de neutrinos a étendu l'astronomie au-delà des ondes électromagnétiques. STROBE-X fournirait le contexte électromagnétique de ces phénomènes."

L'étude STROBE-X a été financée par la NASA et menée par des scientifiques et des ingénieurs du LNR, Texas Tech, Massachusetts Institute of Technology, Marshall Space Flight Center de la NASA et Goddard Space Flight Center de la NASA.

Les participants financés ont été soutenus par une collaboration de plus de 130 scientifiques de nombreuses institutions américaines et internationales qui ont aidé à développer et à affiner le dossier scientifique de la mission.

L'étude STROBE-X a également bénéficié d'une collaboration continue avec des scientifiques européens d'Italie, Espagne, le Danemark et le Royaume-Uni, qui a développé la technologie du détecteur et les conceptions de deux des instruments dans le cadre d'une étude de l'Agence spatiale européenne sur une mission appelée le Grand Observatoire pour la synchronisation des rayons X, ou LOFT.