La NASA ha anunciado el desarrollo de un observatorio espacial para dar a los astrónomos una nueva forma de ver los rayos X de objetos exóticos como agujeros negros, estrellas de neutrones y supernovas. Llamado el Pequeño Explorador de Gravedad y Magnetismo Extremo (GEMS), la misión es parte de la serie de pequeños satélites de ciencia espacial rentables y altamente productivos de la NASA Small Explorer (SMEX), y será el primer satélite en medir la polarización de los rayos X fuentes más allá del sistema solar.
La polarización es la dirección del campo eléctrico vibratorio en una onda electromagnética. Un ejemplo cotidiano de polarización es el efecto atenuador de algunos tipos de gafas de sol, que transmiten luz que vibra en una dirección mientras bloquean el resto. Los astrónomos con frecuencia miden la polarización de las ondas de radio y la luz visible para obtener información sobre la física de las estrellas, las nebulosas y el medio interestelar, pero se han hecho pocas mediciones de rayos X polarizados de fuentes cósmicas.
"Hasta la fecha, los astrónomos han medido la polarización de rayos X de un solo objeto fuera del sistema solar: la famosa Nebulosa del Cangrejo, la nube luminosa que marca el sitio de una estrella explotada", dijo Jean Swank, astrofísico de Goddard y director de GEMS. investigador. "Esperamos que GEMS detecte docenas de fuentes y realmente abra esta nueva frontera".
Los agujeros negros ocuparán un lugar destacado en la lista de objetos que GEMS observará. El campo gravitacional extremo cerca de un agujero negro giratorio no solo dobla los caminos de los rayos X, sino que también altera las direcciones de sus campos eléctricos. Las mediciones de polarización pueden revelar la presencia de un agujero negro y proporcionar a los astrónomos información sobre su giro. Los electrones que se mueven rápidamente emiten rayos X polarizados mientras giran en espiral a través de intensos campos magnéticos, proporcionando a GEMS los medios para explorar otro aspecto de entornos extremos.
"Gracias a estos efectos, GEMS puede sondear escalas espaciales mucho más pequeñas que cualquier telescopio", dijo Swank. Los rayos X polarizados transportan información sobre la estructura de las fuentes cósmicas que no está disponible de ninguna otra manera.
"GEMS será aproximadamente 100 veces más sensible a la polarización que cualquier observatorio de rayos X anterior, por lo que anticipamos muchos descubrimientos nuevos", dijo Sandra Cauffman, gerente de proyectos GEMS y Subdirectora de Proyectos de Vuelo en Goddard.
Algunas de las preguntas fundamentales que los científicos esperan que GEMS responda incluyen: ¿Dónde se libera la energía cerca de los agujeros negros? ¿Dónde se originan las emisiones de rayos X de los púlsares y las estrellas de neutrones? ¿Cuál es la estructura de los campos magnéticos en los restos de supernova?
GEMS tendrá detectores innovadores que miden eficientemente la polarización de rayos X. Usando tres telescopios, GEMS detectará rayos X con energías entre 2,000 y 10,000 voltios de electrones. (A modo de comparación, la luz visible tiene energías entre 2 y 3 electronvoltios). La óptica del telescopio se basará en espejos de rayos X de lámina delgada desarrollados en Goddard y ya probados en la unión Japón / EE. UU. Observatorio orbital de Suzaku.
GEMS se lanzará a más tardar en 2014 en una misión de hasta dos años. Se espera que GEMS cueste $ 105 millones, excluyendo el vehículo de lanzamiento.
Orbital Sciences Corporation en Dulles, Virginia, proporcionará el autobús de la nave espacial y las operaciones de la misión. ATK Space en Goleta, California, construirá un brazo desplegable de 4 metros que colocará los espejos de rayos X a la distancia adecuada de los detectores una vez que GEMS alcance la órbita. El Centro de Investigación Ames de la NASA en Moffett Field, California, se asociará en la ciencia, proporcionará software de procesamiento de datos científicos y ayudará a rastrear el desarrollo de la nave espacial.
Fuente: NASA Goddard
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