NASA on ilmoittanut kehittävänsä avaruuspohjaisen observatorion, joka antaa tähtitieteilijöille uuden tavan katsella röntgenkuvat eksoottisista kohteista, kuten mustista reikistä, neutronitähdistä ja supernoovista. Operaatio, nimeltään Gravity and Extreme Magnetism Small Explorer (GEMS), on osa NASA: n Small Explorer (SMEX) -sarjaa kustannustehokkaita ja erittäin tuottavia avaruustieteellisiä satelliitteja, ja se on ensimmäinen satelliitti, joka mittaa röntgenkuvien polarisaatiota. lähteet aurinkokunnan ulkopuolella.
Polarisaatio on värähtelevän sähkökentän suunta sähkömagneettisessa aallossa. Päivittäinen esimerkki polarisaatiosta on tietyntyyppisten aurinkolasien heikentävä vaikutus, jotka läpäisevät valoa, joka värisee yhdessä suunnassa estäen loput. Tähtitieteilijät mittaavat usein radioaaltojen ja näkyvän valon polarisaatiota saadakseen selville tähtijen, sumujen ja tähtienvälisen väliaineen fysiikasta, mutta kosmisten lähteiden polarisoiduista röntgensäteistä on tehty vain vähän mittauksia.
"Tähän päivään mennessä tähtitieteilijät ovat mitanneet röntgenpolarisaation vain yhdestä esineestä aurinkokunnan ulkopuolella - kuuluisasta Rapuhormusta, valaisevasta pilvestä, joka merkitsee räjähtäneen tähden paikkaa", kertoi Goddard-astrofysiikan ja GEMS: n pääjohtaja Jean Swank. tutkija. "Odotamme, että GEMS havaitsee kymmeniä lähteitä ja todella avaa tämän uuden rajan."
Mustat aukot ovat korkealla kohteiden luettelossa, jota GEMS voi tarkkailla. Äärimmäinen painovoimakenttä pyörivän mustan aukon lähellä ei vain taivuta röntgenkuvien polkuja, vaan myös muuttaa niiden sähkökenttien suuntaa. Polarisaatiomittaukset voivat paljastaa mustan aukon esiintymisen ja antaa tähtitieteilijöille tietoja sen spinistä. Nopeasti liikkuvat elektronit lähettävät polarisoituneita röntgensäteitä, kun ne kiertyvät voimakkaiden magneettikenttien läpi tarjoten GEMS: lle keinot tutkia toista ääriympäristöjen osa-aluetta.
"Näiden vaikutusten ansiosta GEMS pystyy koettamaan alueelliset asteikot paljon pienemmiksi kuin mikään kaukoputki mahdollisesti kuvaa", Swank sanoi. Polarisoidut röntgenkuvat sisältävät tietoa kosmisten lähteiden rakenteesta, jota ei ole käytettävissä muulla tavalla.
"GEMS on noin 100 kertaa herkempi polarisaatiolle kuin mikään aikaisempi röntgen observatorio, joten odotamme monia uusia löytöjä", sanoi Sandra Cauffman, GEMS-projektipäällikkö ja apulaisjohtaja Goddardin lentoprojekteissa.
Joitakin tutkijoiden toivomuskysymyksiä, joita GEMS vastaa, ovat: Missä energia vapautuu mustien reikien lähellä? Mistä pulsaarien ja neutronitähteiden röntgenpäästöt ovat peräisin? Mikä on supernovajäännösten magneettikenttien rakenne?
GEMS-järjestelmässä on innovatiivisia ilmaisimia, jotka mittaavat röntgenpolarisaation tehokkaasti. Kolmea kaukoputkea käyttämällä GEMS havaitsee röntgensäteet, joiden energiat ovat 2 000–10 000 elektronvolttia. (Vertailun vuoksi näkyvässä valossa on energioita välillä 2 - 3 elektronivoltta.) Teleskoopin optiikka perustuu ohutkalvoisiin röntgenpeileihin, jotka on kehitetty Goddardissa ja jo todistettu yhteisessä Japanissa / Yhdysvalloissa. Suzakun kiertoradan observatorio.
GEMS aloittaa aikaisintaan vuonna 2014 enintään kahden vuoden operaatioon. GEMS: n odotetaan maksavan 105 miljoonaa dollaria ilman kantorakettia.
Orbital Sciences Corporation, Dulles, Va., Tarjoaa avaruusaluksen linja-auto- ja operaatiotoimintaa. ATK Space Goletassa, Kaliforniassa, rakentaa 4 metrin siirrettävän puomin, joka sijoittaa röntgenpeilit oikealle etäisyydelle ilmaisimista, kun GEMS saavuttaa kiertoradan. NASA: n Ames-tutkimuskeskus Moffett Fieldissä, Kalifornia, toimii yhteistyössä tieteen kanssa, tarjoaa tieteen tietojenkäsittelyohjelmistoja ja auttaa seuraamaan avaruusaluksen kehitystä.
Lähde: NASA Goddard
Katso myös Ehdotettu tehtävä voisi tutkia avaruusaikaa mustien reikien ympärillä
