NASA har kunngjort utviklingen av et rombasert observatorium for å gi astronomer en ny måte å se røntgenbilder fra eksotiske objekter som sorte hull, nøytronstjerner og supernovaer. Oppdraget som kalles Gravity and Extreme Magnetism Small Explorer (GEMS), er oppdraget en del av NASAs Small Explorer (SMEX) -serie med kostnadseffektive og meget produktive romvitenskapelige satellitter, og vil være den første satellitten som måler polarisering av røntgenstråler kilder utover solsystemet.
Polarisering er retningen på det vibrerende elektriske feltet i en elektromagnetisk bølge. Et dagligdags eksempel på polarisering er den dempende effekten av noen typer solbriller, som passerer lys som vibrerer i en retning mens du blokkerer resten. Astronomer måler ofte polarisasjonen av radiobølger og synlig lys for å få innsikt i fysikken til stjerner, tåker og det interstellare mediet, men få målinger har hver blitt gjort av polariserte røntgenbilder fra kosmiske kilder.
"Til dags dato har astronomer målt røntgenpolarisering fra bare en enkelt gjenstand utenfor solsystemet - den berømte Crab Nebula, den lysende skyen som markerer stedet for en eksplodert stjerne," sier Jean Swank, en Goddard astrofysiker og GEMS rektor etterforsker. "Vi forventer at GEMS vil oppdage dusinvis av kilder og virkelig åpne opp denne nye grensen."
Svarte hull vil være høyt på listen over objekter som GEMS kan observere. Det ekstreme gravitasjonsfeltet i nærheten av et snurrende svart hull bøyer ikke bare røntgenstrålene, det endrer også retningene til deres elektriske felt. Polarisasjonsmålinger kan avsløre tilstedeværelsen av et svart hull og gi astronomer informasjon om dets spinn. Raskt bevegelige elektroner avgir polariserte røntgenstråler når de spiral gjennom intense magnetiske felt, og gir GEMS midler til å utforske et annet aspekt av ekstreme miljøer.
"Takket være disse effektene kan GEMS undersøke romlige skalaer som er langt mindre enn noe teleskop muligens kan avbilde," sa Swank. Polariserte røntgenbilder inneholder informasjon om strukturen til kosmiske kilder som ikke er tilgjengelig på noen annen måte.
"GEMS vil være omtrent 100 ganger mer følsom for polarisering enn noe tidligere røntgenobservatorium, så vi forventer mange nye funn," sa Sandra Cauffman, GEMS prosjektleder og assisterende direktør for flyprosjekter på Goddard.
Noen av de grunnleggende spørsmålene forskere håper GEMS vil svare på inkluderer: Hvor blir energien frigjort i nærheten av sorte hull? Hvor kommer røntgenutslippene fra pulsarer og nøytronstjerner? Hva er strukturen til magnetfeltene i supernova-rester?
GEMS vil ha innovative detektorer som effektivt måler røntgenpolarisering. Ved bruk av tre teleskoper vil GEMS oppdage røntgenstråler med energier mellom 2000 og 10.000 elektron volt. (Til sammenligning har synlig lys energier mellom 2 og 3 elektronvolter.) Teleskopoptikken vil være basert på tynnfolie røntgenspeil utviklet på Goddard og allerede bevist i felles Japan / U.S.A. Suzaku orbitale observatorium.
GEMS vil lansere tidligst 2014 på et oppdrag som varer i opptil to år. GEMS forventes å koste $ 105 millioner, eksklusivt lanseringsbil.
Orbital Sciences Corporation i Dulles, Va., Vil gi romfartens buss- og oppdragsoperasjoner. ATK Space i Goleta, California, vil bygge en 4 meter utsettbar bom som vil plassere røntgenspeilene i riktig avstand fra detektorene når GEMS når bane. NASAs Ames Research Center i Moffett Field, California, vil være partner i vitenskapen, tilby vitenskapelig databehandlingsprogramvare og hjelpe til med å spore romskipets utvikling.
Kilde: NASA Goddard
Se også Forslag til misjon kan studere romtid rundt svarte hull
