NASA ir paziņojusi par kosmosā esošas observatorijas attīstību, lai astronomiem dotu jaunu iespēju rentgenstaru skatīšanai no eksotiskiem objektiem, piemēram, melnajiem caurumiem, neitronu zvaigznēm un supernovām. Ar nosaukumu Gravity and Extreme Magnetism Small Explorer (GEMS) misija ir daļa no NASA mazā pētnieka (SMEX) izmaksu ziņā efektīvo un ļoti produktīvo kosmosa zinātnes satelītu sērijas, un tā būs pirmā satelīta, kas mērīs rentgenstaru polarizāciju. avoti ārpus Saules sistēmas.
Polarizācija ir vibrējošā elektriskā lauka virziens elektromagnētiskajā viļņā. Ikdienas polarizācijas piemērs ir dažu saulesbriļļu veidu vājinošā iedarbība, kas izstaro gaismu, kas vibrē vienā virzienā, vienlaikus bloķējot pārējās. Astronomi bieži mēra radioviļņu un redzamās gaismas polarizāciju, lai iegūtu ieskatu zvaigžņu, miglāju un starpzvaigžņu vides fizikā, taču tikai daži no mērījumiem ir veikti kosmisko avotu polarizēto rentgena staru dēļ.
"Līdz šim astronomi ir izmērījuši rentgenstaru polarizāciju tikai no viena objekta ārpus Saules sistēmas - slavenā Krabja miglāja - gaismas mākoņa, kas apzīmē eksplodējušas zvaigznes vietu," sacīja Žans Svanks, Goddard astrofiziķis un GEMS galvenais. izmeklētājs. "Mēs sagaidām, ka GEMS atklās desmitiem avotu un patiešām atvērs šo jauno robežu."
GEMS novēroto objektu sarakstā būs augsti melnie caurumi. Galējais gravitācijas lauks netālu no vērpjošā melnā cauruma ne tikai saliek rentgenstaru ceļus, bet arī maina to elektriskā lauka virzienus. Polarizācijas mērījumi var atklāt melnā cauruma klātbūtni un sniegt astronomiem informāciju par tā griešanos. Ātri kustīgi elektroni izstaro polarizētus rentgena starus, spirējot pa intensīviem magnētiskajiem laukiem, nodrošinot GEMS ar līdzekļiem, lai izpētītu vēl vienu ekstrēmas vides aspektu.
"Pateicoties šiem efektiem, GEMS var zonēt telpiskos mērogus, kas ir daudz mazāki nekā jebkurš teleskops, iespējams, var attēlot," sacīja Svanka. Polarizētie rentgenstari satur informāciju par kosmisko avotu struktūru, kas nav pieejama citā veidā.
“GEMS būs aptuveni 100 reizes jutīgāks pret polarizāciju nekā jebkura iepriekšējā rentgenstaru observatorija, tāpēc mēs paredzam daudzus jaunus atklājumus,” sacīja Sandra Kaufmane, GEMS projektu vadītāja un Goddard lidojumu projektu direktora vietniece.
Daži no pamatjautājumiem, uz kuriem zinātnieki cer, ka GEMS atbildēs: Kur notiek enerģija, kas izdalās melno caurumu tuvumā? Kur rodas impulsu un neitronu zvaigžņu rentgena starojums? Kāda ir magnētisko lauku struktūra supernovas paliekās?
GEMS būs inovatīvi detektori, kas efektīvi mēra rentgena polarizāciju. Izmantojot trīs teleskopus, GEMS uztvers rentgena starus ar enerģiju no 2000 līdz 10 000 elektronu voltiem. (Salīdzinājumam, redzamās gaismas enerģija ir no 2 līdz 3 elektronu voltiem.) Teleskopa optika balstīsies uz plānas folijas rentgena spoguļiem, kas izstrādāti Goddardā un jau pierādīti kopīgajā Japānā / ASV. Suzaku orbītas observatorija.
GEMS uzsāks ne ātrāk kā 2014. gadā misijā, kas ilgs līdz diviem gadiem. Paredzams, ka GEMS maksās 105 miljonus USD, neskaitot nesējraķeti.
Orbital Sciences Corporation Dulles, Vašingtonā, nodrošinās kosmosa kuģa autobusu un misijas operācijas. ATK Space Goleta, Kalifornijas štatā, uzbūvēs 4 metru platu izlici, kas novietos rentgena spoguļus noteiktā attālumā no detektoriem, kad GEMS sasniegs orbītu. NASA Ames pētījumu centrs Moffett Field, Kalifornijā, sadarbosies ar zinātni, nodrošinās zinātnes datu apstrādes programmatūru un palīdzēs izsekot kosmosa kuģa attīstībai.
Avots: NASA Goddard
Skatiet arī ierosināto misiju, kas varētu izpētīt telpas laiku melnajos caurumos
