أعلنت وكالة ناسا عن تطوير مرصد فضائي لإعطاء الفلكيين طريقة جديدة لعرض الأشعة السينية من الأجسام الغريبة مثل الثقوب السوداء والنجوم النيوترونية والمستعرات الأعظمية. تُسمى المهمة المستكشف الصغير Gravity and Extreme Magnetism (GEMS) ، والمهمة جزء من سلسلة Small Explorer (SMEX) التابعة لناسا من سواتل علوم الفضاء عالية الكفاءة والمنتجة للغاية ، وستكون أول قمر صناعي لقياس استقطاب الأشعة السينية مصادر خارج النظام الشمسي.
الاستقطاب هو اتجاه المجال الكهربائي المهتز في موجة كهرومغناطيسية. أحد الأمثلة اليومية على الاستقطاب هو التأثير المخفف لبعض أنواع النظارات الشمسية ، التي تمر الضوء الذي يهتز في اتجاه واحد بينما يمنع البقية. غالبًا ما يقيس علماء الفلك استقطاب الموجات الراديوية والضوء المرئي للحصول على نظرة ثاقبة في فيزياء النجوم والسدم والوسط النجمي ، ولكن تم إجراء القليل من القياسات في كل من الأشعة السينية المستقطبة من مصادر كونية.
قال جان سوانك ، عالم الفيزياء الفلكية جودارد ومدير جيمس ، "حتى الآن ، قام علماء الفلك بقياس استقطاب الأشعة السينية من جسم واحد فقط خارج النظام الشمسي - سديم كراب الشهير ، السحابة المضيئة التي تحدد موقع نجم انفجر". محقق. "نتوقع أن يكتشف GEMS عشرات المصادر ويفتح بالفعل هذه الحدود الجديدة."
ستكون الثقوب السوداء عالية في قائمة الأشياء التي يجب على GEMS مراقبتها. لا يعمل حقل الجاذبية المتطرف بالقرب من الثقب الأسود الدوار على ثني مسارات الأشعة السينية فحسب ، بل يغير أيضًا اتجاهات الحقول الكهربائية. يمكن أن تكشف قياسات الاستقطاب عن وجود ثقب أسود وتزويد الفلكيين بمعلومات عن دورانه. تصدر الإلكترونات سريعة الحركة أشعة سينية مستقطبة أثناء دورانها في مجالات مغناطيسية شديدة ، مما يمنح GEMS الوسائل لاستكشاف جانب آخر من البيئات القاسية.
قال سوانك: "بفضل هذه التأثيرات ، يمكن لـ GEMS استكشاف المقاييس المكانية الأصغر بكثير مما يمكن لأي تلسكوب تصويره". تحمل الأشعة السينية المستقطبة معلومات حول بنية المصادر الكونية غير المتاحة بأي طريقة أخرى.
قالت ساندرا كوفمان ، مديرة مشروع GEMS ومساعد مدير مشاريع الطيران في Goddard ، "ستكون GEMS أكثر حساسية لمائة مرة من الاستقطاب من أي مرصد سابق للأشعة السينية ، لذلك نتوقع العديد من الاكتشافات الجديدة".
تتضمن بعض الأسئلة الأساسية التي يأمل العلماء في أن يجيب عليها GEMS: أين يتم إطلاق الطاقة بالقرب من الثقوب السوداء؟ من أين تنشأ انبعاثات الأشعة السينية من النجوم النابضة والنجوم النيوترونية؟ ما هي بنية المجالات المغناطيسية في بقايا السوبرنوفا؟
سيكون لدى GEMS كاشفات مبتكرة تقيس بكفاءة استقطاب الأشعة السينية. باستخدام ثلاثة مقاريب ، سوف يكتشف GEMS الأشعة السينية بطاقات تتراوح بين 2000 و 10000 فولت إلكترون. (للمقارنة ، للضوء المرئي طاقات تتراوح بين 2 و 3 فولت إلكترون.) سوف تعتمد بصريات التلسكوب على مرايا الأشعة السينية الرقيقة التي تم تطويرها في Goddard والتي تم إثباتها بالفعل في اليابان / الولايات المتحدة المشتركة. مرصد سوزاكو المداري.
سيتم إطلاق GEMS في موعد لا يتجاوز عام 2014 في مهمة تستمر حتى عامين. من المتوقع أن تكلف GEMS 105 مليون دولار ، باستثناء مركبة الإطلاق.
ستقوم شركة علوم المدارات في دالاس ، فيرجينيا ، بتوفير حافلات المركبات الفضائية وعمليات المهمة. ستقوم ATK Space في غوليتا ، كاليفورنيا ، ببناء ذراع قابل للنشر بطول 4 أمتار سيضع مرايا الأشعة السينية على مسافة مناسبة من أجهزة الكشف بمجرد وصول GEMS إلى المدار. وسيشارك مركز Ames للأبحاث التابع لوكالة ناسا في موفيت فيلد ، كاليفورنيا ، في العلوم ، ويوفر برمجيات معالجة البيانات العلمية ويساعد في تتبع تطور المركبات الفضائية.
المصدر: وكالة ناسا جودارد
انظر أيضًا المهمة المقترحة يمكن أن تدرس الزمكان حول الثقوب السوداء
