NASA oznámila vývoj vesmírneho observatória, ktoré poskytne astronómom nový spôsob prezerania röntgenových lúčov z exotických objektov, ako sú čierne diery, neutrónové hviezdy a supernovy. Misia s názvom Gravity and Extreme Magnetism Small Explorer (GEMS) je súčasťou série nákladných a vysoko produktívnych vesmírnych vied NASA Small Explorer (SMEX) a bude prvým satelitom, ktorý zmeria polarizáciu röntgenových lúčov. zdroje mimo slnečnej sústavy.
Polarizácia je smer vibrujúceho elektrického poľa v elektromagnetickej vlne. Každodenným príkladom polarizácie je tlmiaci účinok niektorých typov slnečných okuliarov, ktoré prechádzajú svetlom, ktoré vibruje jedným smerom, zatiaľ čo ostatné blokujú. Astronómovia často merajú polarizáciu rádiových vĺn a viditeľného svetla, aby získali prehľad o fyzike hviezd, hmlovín a medzihviezdneho média, ale polarizované röntgenové lúče z kozmických zdrojov boli urobené len málo.
"Astronómovia doteraz merali röntgenovú polarizáciu iba z jedného objektu mimo slnečnej sústavy - slávnej Krabej hmloviny, svetelného mraku, ktorý označuje miesto explodovanej hviezdy," uviedol Jean Swank, Goddardský astrofyzik a šéf GEMS vyšetrovateľ. "Očakávame, že GEMS odhalí desiatky zdrojov a skutočne otvorí túto novú hranicu."
Čierne diery budú vysoko na zozname objektov, ktoré bude GEMS pozorovať. Extrémne gravitačné pole v blízkosti rotujúcej čiernej diery nielen ohýba dráhy röntgenových lúčov, ale tiež mení smery ich elektrických polí. Polarizačné merania môžu odhaliť prítomnosť čiernej diery a poskytnúť astronómom informácie o jej rotácii. Rýchlo sa pohybujúce elektróny emitujú polarizované röntgenové lúče, keď sa točia cez intenzívne magnetické polia, čím poskytujú GEMS prostriedky na skúmanie iného aspektu extrémnych prostredí.
"Vďaka týmto účinkom môže GEMS snímať priestorové mierky oveľa menšie, ako dokáže akýkoľvek ďalekohľad," uviedol Swank. Polarizované röntgenové lúče obsahujú informácie o štruktúre kozmických zdrojov, ktoré nie sú dostupné iným spôsobom.
„GEMS bude asi stokrát citlivejšia na polarizáciu ako akékoľvek predchádzajúce röntgenové observatórium, preto očakávame veľa nových objavov,“ uviedla Sandra Cauffman, projektová manažérka GEMS a pomocná riaditeľka pre letecké projekty v Goddarde.
Vedci dúfajú, že medzi základné otázky, na ktoré GEMS odpovie, patria: Kde je energia uvoľnená v blízkosti čiernych dier? Kde vznikajú röntgenové emisie z pulzarov a neutrónových hviezd? Aká je štruktúra magnetických polí v zvyškoch supernovy?
GEMS bude mať inovatívne detektory, ktoré efektívne merajú rentgenovú polarizáciu. Pomocou troch ďalekohľadov GEMS detekuje röntgenové lúče s energiami od 2 000 do 10 000 elektrónových voltov. (Pre porovnanie, viditeľné svetlo má energiu medzi 2 a 3 elektrónovými voltami.) Optika ďalekohľadu bude založená na tenkovrstvových röntgenových zrkadlách vyvinutých v Goddarde a už preukázaných v spoločnom Japonsku / USA. Okružné observatórium Suzaku.
GEMS sa začne skôr ako v roku 2014 na misii trvajúcej najviac dva roky. Očakáva sa, že cena GEMS bude stáť 105 miliónov dolárov bez štartovacieho vozidla.
Spoločnosť Orbital Sciences Corporation v Dulles, Va., Zabezpečí operácie kozmických lodí a misie. ATK Space v Golete v Kalifornii postaví 4-metrový rozmiestniteľný výložník, ktorý po dosiahnutí obežnej dráhy GEMS umiestni röntgenové zrkadlá v správnej vzdialenosti od detektorov. Výskumné centrum spoločnosti Ames v NASA v Moffett Field v Kalifornii bude spolupracovať v oblasti vedy, poskytne softvér na spracovanie vedeckých údajov a pomôže pri sledovaní vývoja kozmickej lode.
Zdroj: NASA Goddard
Viď tiež Navrhovaná misia by mohla študovať vesmírny čas okolo čiernych dier
