NASA оголосило про розробку космічної обсерваторії, щоб дати астрономам новий спосіб перегляду рентгенівських променів від екзотичних об'єктів, таких як чорні діри, нейтронні зірки та наднові. Місія, названа Малий дослідник гравітації та екстремального магнетизму (GEMS), є частиною серії недорогих і високопродуктивних супутників NASA Small Explorer (SMEX) і стане першим супутником, який вимірює поляризацію рентгенівського випромінювання. джерел за межами Сонячної системи.
Поляризація – це напрямок коливання електричного поля в електромагнітній хвилі. Повсякденним прикладом поляризації є послаблюючий ефект деяких типів сонцезахисних окулярів, які пропускають світло, що вібрує в одному напрямку, а решту блокує. Астрономи часто вимірюють поляризацію радіохвиль і видимого світла, щоб отримати уявлення про фізику зірок, туманностей і міжзоряного середовища, але мало вимірювань поляризованого рентгенівського випромінювання з космічних джерел.
«На сьогоднішній день астрономи виміряли поляризацію рентгенівських променів лише одного об’єкта за межами Сонячної системи — знаменитої Крабовидної туманності, світлої хмари, яка позначає місце зірки, що вибухнула», — сказав Джин Суонк, астрофізик Годдарда та директор GEMS. слідчий. «Ми очікуємо, що GEMS виявить десятки джерел і дійсно відкриє цей новий кордон».
Чорні діри будуть займати перше місце в списку об’єктів для спостереження GEMS. Екстремальне гравітаційне поле поблизу чорної діри, що обертається, не тільки згинає шляхи рентгенівського випромінювання, воно також змінює напрямки їх електричних полів. Поляризаційні вимірювання можуть виявити наявність чорної діри та надати астрономам інформацію про її спін. Електрони, що швидко рухаються, випромінюють поляризовані рентгенівські промені, коли вони обертаються крізь інтенсивні магнітні поля, забезпечуючи GEMS засобами для дослідження іншого аспекту екстремального середовища.
«Завдяки цим ефектам GEMS може досліджувати просторові масштаби, набагато менші, ніж будь-який телескоп», — сказав Суонк. Поляризовані рентгенівські промені несуть інформацію про структуру космічних джерел, яка недоступна іншим способом.
«GEMS буде приблизно в 100 разів чутливішим до поляризації, ніж будь-яка попередня рентгенівська обсерваторія, тому ми очікуємо багато нових відкриттів», – сказала Сандра Кауфман, менеджер проекту GEMS і помічник директора з льотних проектів у Goddard.
Деякі з фундаментальних питань, на які вчені сподіваються відповісти GEMS, включають: де виділяється енергія поблизу чорних дір? Звідки виникають рентгенівські випромінювання пульсарів і нейтронних зірок? Яка структура магнітних полів в залишках наднової?
GEMS матиме інноваційні детектори, які ефективно вимірюють поляризацію рентгенівських променів. Використовуючи три телескопи, GEMS виявить рентгенівське випромінювання з енергією від 2000 до 10000 електрон-вольт. (Для порівняння, видиме світло має енергію від 2 до 3 електрон-вольт.) Оптика телескопа буде заснована на тонкофольгових рентгенівських дзеркалах, розроблених у Goddard і вже перевірених у спільній Японії та США. Орбітальна обсерваторія Сузаку.
GEMS запуститься не раніше 2014 року з місією тривалістю до двох років. Очікується, що GEMS коштуватиме 105 мільйонів доларів, без урахування ракети-носія.
Корпорація Orbital Sciences в Даллесі, штат Вірджинія, забезпечить роботу автобусів і місій космічного корабля. ATK Space в Голете, Каліфорнія, побудує 4-метрову розгортану стрілу, яка розмістить рентгенівські дзеркала на належній відстані від детекторів, як тільки GEMS досягне орбіти. Дослідницький центр Еймса НАСА в Моффетт-Філд, Каліфорнія, стане партнером у науці, надасть програмне забезпечення для обробки наукових даних і допоможе відстежувати розвиток космічного корабля.
Джерело: НАСА Годдард
Також див Запропонована місія могла б вивчати простір-час навколо чорних дір