THESEUS

THESEUS

Transient High-Energy Sky and Early Universe Surveyor

BREVE DESCRIZIONE

THESEUS è un concetto di missione proposto in risposta al bando dell’Agenzia Spaziale Europea (ESA) per una futura missione di classe media M7 nell’ambito del programma di missioni scientifiche a lungo termine Cosmic Vision. La missione – già candidata M5 e a guida italiana – è uno dei cinque candidati selezionati e ha come Principal Investigator Lorenzo Amati dell’INAF-Osservatorio Astronomico di Bologna.

Gli obiettivi scientifici primari di THESEUS rispondono al tema del programma Cosmic Vision: “Come si è originato l’universo e di cosa è fatto?“, impattando anche sui temi de “L’universo nelle onde gravitazionali” e “L’universo caldo ed energetico“. THESEUS sarà una missione dedicata all’astronomia dei fenomeni transienti fino ad alto redshift e delle controparti elettromagnetiche di onde gravitazionali.

La missione spaziale THESEUS studierà in particolare i Gamma-Ray Burst (GRB) lunghi per rispondere alle domande chiave sull’Universo primordiale. I GRB lunghi, prodotti dal collasso di stelle massicce, sono come fari che illuminano il materiale che li circonda e che ci separa da loro. Permettono quindi di sondare la composizione chimica del materiale interstellare e capire quando e quanto velocemente l’universo è passato da essere opaco alla radiazione prodotta dai suoi costituenti a trasparente. Inoltre, la rivelazione di questi lampi gamma fino ad altissimo redshift ci permetterà di capire come si sono formate le stelle primordiali. Al contempo, THESEUS monitorerà il cielo in cerca di transienti brevi che, come sappiamo dalle scoperte del 2017, sono prodotti dalla fusione fra loro di stelle di neutroni in sistemi stellari binari. Queste sorgenti, che producono onde gravitazionali rivelabili dagli interferometri sulla terra come LIGO e Virgo, rappresentano gli strumenti per fare astronomia multi-messaggera, combinando l’informazione trasportata dalla luce e dal segnale gravitazionale. 

La strumentazione di bordo di THESEUS include:

• Soft X-ray Imager (SXI, 0.3 – 5 keV): una coppia di telescopi X di tipo lobster-eye;
• InfraRed Telescope (IRT, 0.7 – 1.8 μm): un telescopio infrarosso;
• X-Gamma rays Imaging Spectrometer (XGIS, 2 keV – 20 MeV): una coppia di unità a maschera codificata, che usano rivelatori X e gamma monolitici, basati su barre di cristallo scintillatore accoppiato a fotorivelatori al silicio.

Il lancio previsto nel 2037 rende possibile la sinergia con altri esperimenti, come l’Einstein Telescope ed eventualmente Athena e Lisa, nonche’ il Cherenkov Telescope Array Observatory e lo Square Kilometer Array, rispettivamente operanti nella banda dei Tera-electronvolt e in quella radio. 

RUOLO DELL’OSSERVATORIO

L’Italia che guida il Consorzio THESEUS avrà i seguenti incarichi: PI dello strumento XGIS e responsabile dal disegno alla fase di test, simulazione e calibrazione e responsabile del centro operativo dello strumento – PI del sistema di allerta dei transienti (TBU, Trigger Broadcasting Unit) – Responsabile ufficio progetti – Contributo al centro dati scientifico (SDC). Inoltre l’Agenzia Spaziale Italiana (ASI) fornirà, per il lancio, la stazione di terra del centro spaziale Luigi Broglio di Malindi (come contributo in-kind). L’INAF-Osservatorio Astronomico di Brera ha la responsabilita’ del design e costruzione del telescopio infrarosso IRT che e’ un elemento di svolta rispetto alle missioni passate e future per lo studio dei transienti gamma. Infatti IRT sara’ in grado di misurare il redshift dei GRB lunghi rivelati da THESEUS nell’universo primordiale entro qualche ora dall’evento. 

Due nostri ricercatori hanno un ruolo chiave nella missione. Giancarlo Ghirlanda e’ responsabile del working group che si occupa dello studio delle performance scientifiche e simulazioni per la rivelazione dei GRB lunghi nell’universo primordiale. Stefano Covino e’ responsabile per lo studio e sviluppo del telescopio IRT con il gruppo GoLEM del nostro Osservatorio. 

PERSONALE OSSERVATORIO COINVOLTO

Giancarlo Ghirlanda – giancarlo.ghirlanda AT inaf.it
Stefano Covino – stefano.covino AT inaf.it
Om Sharan Salafia – om.salafia AT inaf.it
Lara Nava – ruolo – lara.nava AT inaf.it
Paolo D’Avanzo – paolo.davanzo AT inaf.it
Maria Grazia Bernardini – maria.bernardini AT inaf.it
Sergio Campana – sergio.campana AT inaf.it
Gianpiero Tagliaferri – gianpiero.tagliaferri AT inaf.it
Giovanni Pareschi – giovanni.pareschi AT inaf.it
Marco Riva – marco.riva AT inaf.it

TIMELINE

2018 – 2037

WEBSITE

THESEUS

CONTATTI

CREDITI

Contenuti pagina web – luglio 2024: G. Ghirlanda e S. Covino.