NASA on teatanud kosmosepõhise vaatluskeskuse arendamisest, et anda astronoomidele uus võimalus eksootiliste objektide, näiteks mustade aukude, neutronitähtede ja supernoovade röntgenkiirte kuvamiseks. Missioon, mida nimetatakse gravitatsiooni ja äärmise magnetilisuse väikeseks uurijaks (GEMS), on osa NASA kulutõhusate ja väga produktiivsete kosmoseteaduslike satelliitide seeriast Small Explorer (SMEX) ning on esimene satelliit, mis mõõdab röntgenikiirguse polarisatsiooni allikad väljaspool Päikesesüsteemi.
Polarisatsioon on vibreeriva elektrivälja suund elektromagnetilises laines. Igapäevane polarisatsiooni näide on teatud tüüpi päikeseprillide nõrgendav mõju, mis lasevad läbi valgust, mis vibreerib ühes suunas, blokeerides ülejäänud. Astronoomid mõõdavad sageli raadiolainete ja nähtava valguse polarisatsiooni, et saada tähe, udukogude ja tähtedevahelise keskkonna füüsikast ülevaade, kuid kosmilistest allikatest pärit polariseeritud röntgenikiirguse mõõtmiseks on tehtud vaid üksikud mõõtmised.
"Praeguseks on astronoomid mõõtnud röntgenikiirguse polarisatsiooni ainult ühest objektist väljaspool Päikesesüsteemi - kuulsast Krabi udust - helendavast pilvest, mis tähistab plahvatanud tähe asukohta," ütles Goddardi astrofüüsik ja GEMSi printsipiaat Jean Swank. uurija. "Eeldame, et GEMS tuvastab kümneid allikaid ja avab selle uue piiri."
GEMSi jälgitavate objektide loendis on mustad augud kõrgel kohal. Äärmuslik gravitatsiooniväli pöörleva musta augu lähedal mitte ainult ei painuta röntgenkiirte radu, vaid muudab ka nende elektriväljade suunda. Polarisatsioonimõõtmised võivad paljastada musta augu olemasolu ja anda astronoomidele teavet selle spinna kohta. Kiirelt liikuvad elektronid kiirgavad läbi intensiivsete magnetväljade spiraalselt polariseeritud röntgenikiirgust, pakkudes GEMS-ile vahendeid äärmusliku keskkonna veel ühe aspekti uurimiseks.
"Tänu nendele efektidele suudab GEMS proovida ruumilisi skaalasid, mis on palju väiksemad, kui ükski teleskoop pildistada suudab," sõnas Swank. Polariseeritud röntgenikiirgus kannab teavet kosmiliste allikate struktuuri kohta, mis pole muul viisil saadaval.
„GEMS on polariseerumise suhtes umbes 100 korda tundlikum kui ükski varasem röntgenikiirguse vaatluskeskus, nii et ootame palju uusi avastusi,“ ütles Sandra Cauffman, GEMSi projektijuht ja Goddardi lennuprojektide abidirektor.
Mõned teadlaste loodetud põhiküsimused hõlmavad järgmist: Kus vabaneb energia mustade aukude läheduses? Kust pärinevad impulsside ja neutrontähtede röntgenkiirgus? Milline on supernoova jäänuste magnetväljade struktuur?
GEMS-il on uuenduslikud detektorid, mis mõõdavad tõhusalt röntgenpolarisatsiooni. Kolme teleskoobi abil tuvastab GEMS röntgenikiirguse energiaga 2000–10 000 elektronvolti. (Võrdluseks - nähtava valguse energia on vahemikus 2 kuni 3 elektronvolti.) Teleskoobi optika põhineb õhukese fooliumi röntgenpeeglitel, mis on välja töötatud Goddardis ja tõestatud juba Jaapani / USA ühisosas. Suzaku orbiidi vaatluskeskus.
GEMS alustab mitte varem kui 2014. aastal missioonil, mis kestab kuni kaks aastat. GEMS maksab eeldatavasti 105 miljonit dollarit, välja arvatud kanderakett.
Kosmosesõidukite bussi- ja missioonitoiminguid pakub Orbital Sciences Corporation Dulles'is, Va. Californias Goletas asuv ATK Space ehitab 4-meetrise teisaldatava poomi, mis asetab röntgenpeeglid detektoritest õige kauguse kaugusele, kui GEMS jõuab orbiidile. NASA Amesi uurimiskeskus Moffett Fieldis, Californias, on teaduse partner, pakub teaduse andmetöötlustarkvara ja aitab jälgida kosmoselaeva arengut.
Allikas: NASA Goddard
Vt ka kavandatav missioon, mis võiks uurida ruumi-aega mustade aukude ümber
