La NASA ha annunciato lo sviluppo di un osservatorio spaziale per offrire agli astronomi un nuovo modo di visualizzare i raggi X di oggetti esotici come buchi neri, stelle di neutroni e supernova. Chiamata Gravity and Extreme Magnetism Small Explorer (GEMS), la missione fa parte della serie Small Explorer (SMEX) della NASA di satelliti per la scienza spaziale economicamente efficienti e altamente produttivi e sarà il primo satellite a misurare la polarizzazione dei raggi X sorgenti al di fuori del 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 lasciano passare la luce che vibra in una direzione mentre blocca 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 dei raggi X polarizzati da sorgenti cosmiche.
'Ad oggi, gli astronomi hanno misurato la polarizzazione dei raggi X da un solo oggetto al di fuori del sistema solare: la famosa Nebulosa del Granchio, la nube luminosa che segna il sito di una stella esplosa', ha affermato Jean Swank, un astrofisico di Goddard e il principale di GEMS investigatore. 'Ci aspettiamo che GEMS rilevi dozzine di fonti e apra davvero questa nuova frontiera'.
I buchi neri saranno in cima alla lista degli oggetti che GEMS potrà osservare. Il campo gravitazionale estremo vicino a un buco nero rotante 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 sul suo spin. 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 degli ambienti estremi.
'Grazie a questi effetti, GEMS può sondare scale spaziali molto più piccole di quanto qualsiasi telescopio possa immaginare', ha detto Swank. I raggi X polarizzati trasportano informazioni sulla struttura delle sorgenti 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 di GEMS e Assistant Director for Flight Projects presso Goddard.
Alcune delle domande fondamentali a cui gli scienziati sperano che GEMS risponda includono: dove viene rilasciata l'energia vicino ai buchi neri? Da dove provengono le emissioni di raggi X delle pulsar e delle stelle di neutroni? Qual è la struttura dei campi magnetici nei resti di supernova?
GEMS avrà rivelatori 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 elettronvolt. (Per fare un confronto, la luce visibile ha energie comprese tra 2 e 3 elettronvolt.) L'ottica del telescopio si baserà su specchi a raggi X a lamina sottile sviluppati a Goddard e già testati nell'accordo congiunto Giappone/Stati Uniti. Osservatorio orbitale di Suzaku.
GEMS verrà lanciato non prima del 2014 per una missione della durata massima di due anni. Si prevede che GEMS costerà 105 milioni di dollari, escluso il veicolo di lancio.
La Orbital Sciences Corporation di Dulles, in Virginia, fornirà il bus spaziale e le operazioni di missione. ATK Space a Goleta, in California, costruirà un braccio dispiegabile di 4 metri che posizionerà gli specchi a raggi X alla giusta distanza dai rilevatori una volta che GEMS raggiungerà l'orbita. L'Ames Research Center della NASA a Moffett Field, in California, collaborerà con la scienza, fornirà software di elaborazione dei dati scientifici e assisterà nel monitoraggio dello sviluppo del veicolo spaziale.
Fonte: Goddard della NASA
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