A NASA anunciou o desenvolvimento de um observatório espacial para oferecer aos astrônomos uma nova maneira de visualizar raios-X de objetos exóticos, como buracos negros, estrelas de nêutrons e supernovas. Chamada de GEMS (Gravity and Extreme Magnetism Small Explorer), a missão faz parte da série Small Explorer (SMEX) da NASA de satélites de ciências espaciais econômicos e altamente produtivos, e será o primeiro satélite a medir a polarização dos raios X fontes além do sistema solar.
Polarização é a direção do campo elétrico vibratório em uma onda eletromagnética. Um exemplo cotidiano de polarização é o efeito atenuante de alguns tipos de óculos de sol, que transmitem luz que vibra em uma direção enquanto bloqueia o resto. Os astrônomos freqüentemente medem a polarização das ondas de rádio e da luz visível para obter informações sobre a física das estrelas, nebulosas e o meio interestelar, mas poucas medidas foram feitas sobre raios-X polarizados de fontes cósmicas.
"Até hoje, os astrônomos mediram a polarização dos raios X a partir de apenas um único objeto fora do sistema solar - a famosa Nebulosa do Caranguejo, a nuvem luminosa que marca o local de uma estrela explodida", disse Jean Swank, astrofísico de Goddard e diretor do GEMS. investigador. "Esperamos que o GEMS detecte dezenas de fontes e realmente abra essa nova fronteira."
Os buracos negros estarão no topo da lista de objetos para o GEMS observar. O campo gravitacional extremo próximo a um buraco negro giratório não apenas curva os caminhos dos raios X, mas também altera as direções de seus campos elétricos. As medidas de polarização podem revelar a presença de um buraco negro e fornecer aos astrônomos informações sobre seu giro. Os elétrons em movimento rápido emitem raios-X polarizados enquanto espiralam através de campos magnéticos intensos, fornecendo ao GEMS os meios para explorar outro aspecto de ambientes extremos.
"Graças a esses efeitos, o GEMS pode sondar escalas espaciais muito menores do que qualquer telescópio pode imaginar", disse Swank. Os raios X polarizados transportam informações sobre a estrutura de fontes cósmicas que não estão disponíveis de nenhuma outra maneira.
"O GEMS será cerca de 100 vezes mais sensível à polarização do que qualquer observatório anterior de raios-X, por isso estamos antecipando muitas novas descobertas", disse Sandra Cauffman, gerente de projetos do GEMS e diretora assistente de projetos de vôo da Goddard.
Algumas das perguntas fundamentais que os cientistas esperam que o GEMS responda incluem: Onde está a energia liberada perto dos buracos negros? De onde se originam as emissões de raios X de pulsares e estrelas de nêutrons? Qual é a estrutura dos campos magnéticos nos restos de supernovas?
O GEMS terá detectores inovadores que medem com eficiência a polarização de raios-X. Usando três telescópios, o GEMS detectará raios-X com energias entre 2.000 e 10.000 elétron-volts. (Para comparação, a luz visível possui energias entre 2 e 3 elétron-volts.) A óptica do telescópio será baseada em espelhos de raios-X de folha fina desenvolvidos em Goddard e já comprovados no Japão / EUA. Observatório orbital de Suzaku.
O GEMS será lançado antes de 2014 em uma missão com duração de até dois anos. O GEMS deve custar US $ 105 milhões, excluindo o veículo de lançamento.
A Orbital Sciences Corporation, em Dulles, Virgínia, fornecerá as operações de ônibus e missões da espaçonave. A ATK Space, em Goleta, Califórnia, construirá uma lança implantável de 4 metros que colocará os espelhos de raios-X à distância adequada dos detectores quando o GEMS atingir a órbita. O Centro de Pesquisa Ames da NASA, em Moffett Field, Califórnia, fará parceria na ciência, fornecerá software de processamento de dados científicos e auxiliará no rastreamento do desenvolvimento da espaçonave.
Fonte: NASA Goddard
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