La NASA ha annunciato lo sviluppo di un osservatorio spaziale per offrire agli astronomi un nuovo modo di vedere i raggi X da oggetti esotici come buchi neri, stelle di neutroni e supernovae. Chiamata Gravity ed Extreme Magnetism Small Explorer (GEMS), la missione fa parte della serie NASA Small Explorer (SMEX) di satelliti per scienze spaziali a basso costo e altamente produttivi e sarà il primo satellite a misurare la polarizzazione dei raggi X fonti oltre il sistema solare.
La polarizzazione è la direzione del campo elettrico vibrante in un'onda elettromagnetica. Un esempio quotidiano di polarizzazione è l'effetto attenuante di alcuni tipi di occhiali da sole, che passano la luce che vibra in una direzione bloccando il resto. Gli astronomi misurano spesso la polarizzazione delle onde radio e della luce visibile per ottenere informazioni sulla fisica delle stelle, delle nebulose e del mezzo interstellare, ma sono state fatte poche misurazioni di raggi X polarizzati da fonti cosmiche.
"Fino ad oggi, gli astronomi hanno misurato la polarizzazione dei raggi X da un solo oggetto esterno al sistema solare: la famosa Nebulosa del Granchio, la nuvola luminosa che segna il sito di una stella esplosa", ha dichiarato Jean Swank, un astrofisico di Goddard e il preside di GEMS investigatore. "Prevediamo che GEMS rileverà dozzine di fonti e aprirà davvero questa nuova frontiera."
I buchi neri saranno in cima alla lista degli oggetti che GEMS potrà osservare. L'estremo campo gravitazionale vicino a un buco nero che gira non solo piega i percorsi dei raggi X, ma altera anche le direzioni dei loro campi elettrici. Le misurazioni della polarizzazione possono rivelare la presenza di un buco nero e fornire agli astronomi informazioni sulla sua rotazione. Gli elettroni in rapido movimento emettono raggi X polarizzati mentre si muovono a spirale attraverso intensi campi magnetici, fornendo a GEMS i mezzi per esplorare un altro aspetto di ambienti estremi.
"Grazie a questi effetti, GEMS è in grado di sondare scale spaziali molto più piccole di quanto sia possibile immaginare qualsiasi telescopio", ha affermato Swank. I raggi X polarizzati trasportano informazioni sulla struttura delle fonti cosmiche che non sono disponibili in nessun altro modo.
"GEMS sarà circa 100 volte più sensibile alla polarizzazione rispetto a qualsiasi precedente osservatorio a raggi X, quindi stiamo anticipando molte nuove scoperte", ha affermato Sandra Cauffman, project manager GEMS e Assistant Director for Flight Projects presso Goddard.
Alcune delle domande fondamentali che gli scienziati sperano che GEMS rispondano includono: Dov'è l'energia rilasciata vicino ai buchi neri? Da dove provengono le emissioni di raggi X da pulsar e stelle di neutroni? Qual è la struttura dei campi magnetici nei resti di supernova?
GEMS avrà rilevatori innovativi che misurano in modo efficiente la polarizzazione dei raggi X. Utilizzando tre telescopi, GEMS rileverà i raggi X con energie comprese tra 2.000 e 10.000 elettron volt. (Per fare un confronto, la luce visibile ha energie tra 2 e 3 volt di elettroni.) L'ottica del telescopio si baserà su specchi a raggi X a foglio sottile sviluppati a Goddard e già comprovati nel comune Giappone / Stati Uniti. Osservatorio orbitale di Suzaku.
GEMS verrà lanciato non prima del 2014 in una missione della durata massima di due anni. GEMS dovrebbe costare $ 105 milioni, escluso il veicolo di lancio.
Orbital Sciences Corporation a Dulles, in Virginia, fornirà le navicelle spaziali e le operazioni di missione. ATK Space a Goleta, in California, costruirà un braccio spiegabile di 4 metri che posizionerà gli specchi a raggi X alla giusta distanza dai rilevatori una volta che GEMS avrà raggiunto l'orbita. Il Centro di ricerca Ames della NASA a Moffett Field, California, collaborerà con la scienza, fornirà software per l'elaborazione dei dati scientifici e assisterà nel monitoraggio dello sviluppo del veicolo spaziale.
Fonte: NASA Goddard
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