NASA oznámila vývoj vesmírné observatoře, která poskytne astronomům nový způsob zobrazení rentgenů z exotických objektů, jako jsou černé díry, neutronové hvězdy a supernovy. Mise nazvaná Gravity and Extreme Magnetism Small Explorer (GEMS), je mise součástí řady NASA Small Explorer (SMEX) řady nákladově efektivních a vysoce produktivních vesmírných věd družic a bude prvním satelitem, který měří polarizaci rentgenového záření zdroje mimo sluneční soustavu.
Polarizace je směr vibrujícího elektrického pole v elektromagnetické vlně. Každodenním příkladem polarizace je tlumící účinek některých typů slunečních brýlí, které propouštějí světlo, které vibruje jedním směrem a blokuje zbytek. Astronomové často měří polarizaci rádiových vln a viditelného světla, aby získali vhled do fyziky hvězd, mlhovin a mezihvězdného média, ale jen málo měření bylo provedeno polarizovanými rentgenovými paprsky z kosmických zdrojů.
"K dnešnímu dni astronomové změřili rentgenovou rentgenaci pouze z jediného objektu mimo sluneční soustavu - slavné Krabí mlhoviny, světelný mrak, který označuje místo explodované hvězdy," řekl Jean Swank, Goddardský astrofyzik a ředitel GEMS vyšetřovatel. "Očekáváme, že GEMS detekuje desítky zdrojů a skutečně otevře tuto novou hranici."
Černé díry budou vysoko na seznamu objektů, které bude GEMS sledovat. Extrémní gravitační pole v blízkosti rotující černé díry nejen ohýbá dráhy rentgenových paprsků, ale také mění směry jejich elektrických polí. Měření polarizace může odhalit přítomnost černé díry a poskytnout astronomům informace o jeho rotaci. Rychle se pohybující elektrony emitují polarizované rentgenové paprsky, když se točí skrz intenzivní magnetická pole, čímž poskytují GEMS prostředky k prozkoumání dalšího aspektu extrémních prostředí.
"Díky těmto efektům může GEMS měřit prostorové měřítka mnohem menší, než jakýkoli dalekohled dokáže," řekl Swank. Polarizované rentgenové paprsky obsahují informace o struktuře kosmických zdrojů, které nejsou k dispozici jiným způsobem.
"GEMS bude asi stokrát citlivější na polarizaci než jakákoli předchozí rentgenová observatoř, takže očekáváme mnoho nových objevů," řekla Sandra Cauffman, projektová manažerka GEMS a pomocná ředitelka pro projekty v Goddardu.
Mezi základní otázky, na které vědci doufají, že GEMS odpoví, patří: Kde je energie uvolněná v blízkosti černých děr? Kde vznikají rentgenové emise z pulsarů a neutronových hvězd? Jaká je struktura magnetických polí v zbytcích supernovy?
GEMS bude mít inovativní detektory, které účinně měří rentgenovou polarizaci. Pomocí tří dalekohledů GEMS detekuje rentgenové záření s energií mezi 2 000 a 10 000 elektronovými volty. (Pro srovnání, viditelné světlo má energii mezi 2 a 3 elektronovými volty.) Optika dalekohledu bude založena na tenkovrstvých rentgenových zrcadlech vyvinutých v Goddardu a již prokázaných ve společném Japonsku / U.S. Suzaku orbitální observatoř.
GEMS bude zahájen nejdříve v roce 2014 na misi trvající až dva roky. Očekává se, že cena GEMS bude stát 105 milionů dolarů bez startovacího vozidla.
Orbital Sciences Corporation v Dulles, Va., Bude poskytovat kosmické lodi autobusové a misijní operace. ATK Space v Goletě v Kalifornii postaví 4 metry rozmístitelného ramene, které umístí rentgenová zrcadla do správné vzdálenosti od detektorů, jakmile GEMS dosáhne oběžné dráhy. Výzkumné středisko NASA Ames Research Center v Moffett Field, Kalifornie, bude spolupracovat ve vědě, poskytovat software pro zpracování vědeckých dat a pomáhat při sledování vývoje kosmické lodi.
Zdroj: NASA Goddard
Viz také Navržená mise by mohla studovat časoprostor kolem černých děr
