Η NASA ανακοίνωσε την ανάπτυξη ενός διαστημικού παρατηρητηρίου για να δώσει στους αστρονόμους έναν νέο τρόπο προβολής των ακτίνων Χ από εξωτικά αντικείμενα όπως μαύρες τρύπες, αστέρια νετρονίων και σουπερνόβες. Με την ονομασία Gravity and Extreme Magnetism Small Explorer (GEMS), η αποστολή αποτελεί μέρος της σειράς δορυφόρων της NASA Small Explorer (SMEX) οικονομικά αποδοτικών και εξαιρετικά παραγωγικών διαστημικών επιστημών και θα είναι ο πρώτος δορυφόρος που θα μετρήσει την πόλωση των ακτίνων X πηγές πέρα από το ηλιακό σύστημα.
Η πόλωση είναι η κατεύθυνση του δονούμενου ηλεκτρικού πεδίου σε ένα ηλεκτρομαγνητικό κύμα. Ένα καθημερινό παράδειγμα πόλωσης είναι το ελαφρυντικό αποτέλεσμα ορισμένων τύπων γυαλιών ηλίου, τα οποία περνούν φως που δονείται προς τη μία κατεύθυνση ενώ εμποδίζει τα υπόλοιπα. Οι αστρονόμοι μετρούν συχνά την πόλωση των ραδιοκυμάτων και το ορατό φως για να πάρουν μια εικόνα της φυσικής των αστεριών, των νεφελών και του διαστρικού μέσου, αλλά λίγες μετρήσεις έγιναν κάθε φορά από πολωμένες ακτίνες Χ από κοσμικές πηγές.
«Μέχρι σήμερα, οι αστρονόμοι έχουν μετρήσει την πόλωση ακτίνων Χ από ένα μόνο αντικείμενο έξω από το ηλιακό σύστημα - το διάσημο νεφέλωμα καβουριού, το φωτεινό σύννεφο που σηματοδοτεί την τοποθεσία ενός εκρηκτικού αστεριού», δήλωσε ο Jean Swank, αστροφυσικός Goddard και διευθυντής του GEMS ανακριτής. «Περιμένουμε ότι το GEMS θα εντοπίσει δεκάδες πηγές και θα ανοίξει πραγματικά αυτό το νέο σύνορο».
Οι μαύρες τρύπες θα είναι ψηλές στη λίστα αντικειμένων που θα παρατηρήσει το GEMS. Το ακραίο βαρυτικό πεδίο κοντά σε μια περιστρεφόμενη μαύρη τρύπα όχι μόνο λυγίζει τις διαδρομές των ακτίνων Χ, αλλάζει επίσης τις κατευθύνσεις των ηλεκτρικών τους πεδίων. Οι μετρήσεις πόλωσης μπορούν να αποκαλύψουν την παρουσία μιας μαύρης τρύπας και να παρέχουν στους αστρονόμους πληροφορίες σχετικά με την περιστροφή της. Τα γρήγορα κινούμενα ηλεκτρόνια εκπέμπουν πολωμένες ακτίνες Χ καθώς περιστρέφονται σε έντονα μαγνητικά πεδία, παρέχοντας στο GEMS τα μέσα για να εξερευνήσει μια άλλη πτυχή ακραίων περιβαλλόντων.
«Χάρη σε αυτά τα εφέ, το GEMS μπορεί να ανιχνεύσει χωρικές κλίμακες πολύ μικρότερες από ό, τι μπορεί να απεικονίσει οποιοδήποτε τηλεσκόπιο», δήλωσε ο Swank. Οι πολωμένες ακτίνες Χ μεταφέρουν πληροφορίες σχετικά με τη δομή των κοσμικών πηγών που δεν είναι διαθέσιμες με οποιονδήποτε άλλο τρόπο.
«Το GEMS θα είναι περίπου 100 φορές πιο ευαίσθητο στην πόλωση από οποιοδήποτε προηγούμενο παρατηρητήριο ακτίνων Χ, οπότε αναμένουμε πολλές νέες ανακαλύψεις», δήλωσε η Sandra Cauffman, διευθυντής του έργου GEMS και ο Βοηθός Διευθυντής για τα έργα πτήσης στο Goddard.
Μερικές από τις θεμελιώδεις ερωτήσεις που οι επιστήμονες ελπίζουν ότι η GEMS θα απαντήσει περιλαμβάνουν: Πού απελευθερώνεται η ενέργεια κοντά σε μαύρες τρύπες; Από πού προέρχονται οι εκπομπές ακτίνων Χ από πάλσαρ και αστέρια νετρονίων; Ποια είναι η δομή των μαγνητικών πεδίων στα υπολείμματα σουπερνόβα;
Η GEMS θα έχει καινοτόμους ανιχνευτές που μετρούν αποτελεσματικά την πόλωση ακτίνων Χ. Χρησιμοποιώντας τρία τηλεσκόπια, η GEMS θα ανιχνεύσει ακτίνες Χ με ενέργεια μεταξύ 2.000 και 10.000 ηλεκτρονίων. (Για σύγκριση, το ορατό φως έχει ενέργειες μεταξύ 2 και 3 ηλεκτρονίων.) Τα οπτικά τηλεσκόπια θα βασίζονται σε καθρέφτες ακτίνων Χ λεπτού φύλλου που έχουν αναπτυχθεί στο Goddard και έχουν ήδη αποδειχθεί στην κοινή Ιαπωνία / ΗΠΑ. Τροχιακό παρατηρητήριο Suzaku.
Η GEMS θα ξεκινήσει το νωρίτερο το 2014 σε μια αποστολή διάρκειας έως δύο ετών. Το GEMS αναμένεται να κοστίσει 105 εκατομμύρια δολάρια, εξαιρουμένου του οχήματος εκτόξευσης.
Η Orbital Sciences Corporation στο Dulles, Va., Θα παρέχει τις επιχειρήσεις διαστημικών λεωφορείων και αποστολών. Το ATK Space στο Goleta της Καλιφόρνια, θα κατασκευάσει ένα αναπτυσσόμενο μπούμα 4 μέτρων που θα τοποθετήσει τους καθρέφτες ακτίνων Χ στην κατάλληλη απόσταση από τους ανιχνευτές μόλις το GEMS φτάσει σε τροχιά. Το Κέντρο Έρευνας Ames της NASA στο Moffett Field της Καλιφόρνια, θα συνεργαστεί στην επιστήμη, θα παρέχει λογισμικό επεξεργασίας επιστημονικών δεδομένων και θα βοηθήσει στην παρακολούθηση της ανάπτυξης του διαστημικού σκάφους.
Πηγή: NASA Goddard
Δείτε επίσης την προτεινόμενη αποστολή που θα μπορούσε να μελετήσει τον χωροχρόνο γύρω από τις μαύρες τρύπες
