NASA je najavila razvoj svemirskog opservatorija kako bi astronomi dobili novi način pregleda X-zraka s egzotičnih objekata poput crnih rupa, neutronskih zvijezda i supernova. Nazvana Gravity and Extreme Magnetism Small Explorer (GEMS), misija je dio NASA-inog niza malih istraživača (SMEX), ekonomičnih i visokoproduktivnih svemirskih satelita, i bit će prvi satelit koji je mjerio polarizaciju X-zraka izvori izvan Sunčevog sustava.
Polarizacija je smjer vibrirajućeg električnog polja u elektromagnetskom valu. Svakodnevni primjer polarizacije je prigušivački učinak nekih vrsta sunčanih naočala koje propuštaju svjetlost koja vibrira u jednom smjeru dok blokira ostatak. Astronomi često mjere polarizaciju radio valova i vidljive svjetlosti kako bi dobili uvid u fiziku zvijezda, maglina i međuzvjezdanih medija, ali malo je mjerenja napravljeno od polariziranih X-zraka iz kozmičkih izvora.
"Do danas su astronomi izmjerili polarizaciju rendgenskih zraka samo iz jednog objekta izvan Sunčevog sustava - čuvene Rakove maglice, blistavog oblaka koji obilježava mjesto eksplodirane zvijezde", rekao je Jean Swank, Goddardov astrofizičar i glavni direktor GEMS-a istraživač. "Očekujemo da će GEMS otkriti desetak izvora i stvarno otvoriti ovu novu granicu."
Crne rupe bit će visoko na popisu objekata koje će GEMS promatrati. Ekstremno gravitacijsko polje u blizini vrtložne crne rupe ne samo da savija putanje X-zraka, već mijenja i smjerove električnih polja. Polarizacijska mjerenja mogu otkriti prisutnost crne rupe i pružiti astronomima informacije o njezinoj okretaji. Elektroni koji se brzo kreću emitiraju polarizirane X-zrake dok spiralno prolaze kroz intenzivna magnetska polja, pružajući GEMS-u sredstva za istraživanje drugog aspekta ekstremnih okruženja.
"Zahvaljujući tim efektima, GEMS može ispitivati prostorne ljestvice daleko manje nego što to bilo koji teleskop može zamisliti", rekao je Swank. Polarizirane rendgenske zrake nose informacije o strukturi kozmičkih izvora koje nisu dostupne ni na koji drugi način.
"GEMS će biti oko 100 puta osjetljiviji na polarizaciju od bilo kojeg prethodnog opservatorija rendgenskih zraka, tako da očekujemo mnoga nova otkrića", rekla je Sandra Cauffman, voditeljica projekata GEMS-a i pomoćnica direktora za letne projekte u Goddardu.
Neka od temeljnih pitanja za koja se znanstvenici nadaju da će GEMS odgovoriti uključuju: Gdje se energija oslobađa u blizini crnih rupa? Odakle potječu rendgenske emisije pulsara i neutronskih zvijezda? Kakva je struktura magnetskog polja u ostacima supernove?
GEMS će imati inovativne detektore koji učinkovito mjere polarizaciju rendgenskih zraka. Pomoću tri teleskopa GEMS će otkriti X-zrake s energijom između 2.000 i 10.000 elektrona. (Za usporedbu, vidljiva svjetlost ima energiju između 2 i 3 elektrona.) Optika teleskopa temeljit će se na rendgenskim zrcalima tanke folije razvijenim u Goddardu i već dokazanim u zajedničkom Japanu / SAD-u. Orbitalna opservatorija Suzaku.
GEMS će se lansirati najkasnije 2014. u misiji koja traje do dvije godine. Očekuje se da će GEMS koštati 105 milijuna dolara, isključujući lansiranje.
Orbital Sciences Corporation u Dullesu, država Vara, pružit će svemirske letjelice i misije. ATK Space u Goleti, Kalifornija, izgradit će 4-metarski nosač, koji će postavljati X-zrcala na odgovarajuću udaljenost od detektora nakon što GEMS dosegne orbitu. NASA-in istraživački centar Ames u Moffett Field-u, Kalifornija, bit će partner u znanosti, pružiti znanstveni softver za obradu podataka i pomoći u praćenju razvoja svemirske letjelice.
Izvor: NASA Goddard
Pogledajte i Predloženu misiju koja bi mogla proučavati prostor-vrijeme oko crnih rupa
