NASA telah mengumumkan pengembangan observatorium berbasis ruang untuk memberi para astronom cara baru untuk melihat sinar-X dari benda-benda eksotis seperti lubang hitam, bintang neutron, dan supernova. Disebut Penjelajah Gravitasi dan Magnet Ekstrim (GEMS), misi ini adalah bagian dari seri NASA Penjelajah Kecil (SMEX) satelit ruang-ilmu yang sangat efisien dan sangat produktif, dan akan menjadi satelit pertama yang mengukur polarisasi sinar-X sumber di luar tata surya.
Polarisasi adalah arah medan listrik yang bergetar dalam gelombang elektromagnetik. Contoh polarisasi sehari-hari adalah efek pelemahan dari beberapa jenis kacamata hitam, yang melewatkan cahaya yang bergetar dalam satu arah sambil menghalangi yang lain. Para astronom sering mengukur polarisasi gelombang radio dan cahaya tampak untuk mendapatkan pengetahuan tentang fisika bintang, nebula, dan medium antarbintang, tetapi beberapa pengukuran dilakukan dari sinar-X terpolarisasi dari sumber-sumber kosmik.
"Sampai saat ini, para astronom telah mengukur polarisasi sinar-X dari hanya satu objek di luar tata surya - Nebula Kepiting yang terkenal, awan bercahaya yang menandai lokasi bintang yang meledak," kata Jean Swank, astrofisikawan Goddard dan kepala sekolah GEMS peneliti. "Kami berharap bahwa GEMS akan mendeteksi puluhan sumber dan benar-benar membuka perbatasan baru ini."
Lubang hitam akan tinggi pada daftar objek untuk diamati oleh GEMS. Medan gravitasi ekstrim di dekat lubang hitam berputar tidak hanya membengkokkan jalur sinar-X, tetapi juga mengubah arah medan listrik mereka. Pengukuran polarisasi dapat mengungkapkan keberadaan lubang hitam dan memberikan informasi kepada para astronom tentang putarannya. Elektron yang bergerak cepat memancarkan sinar-X terpolarisasi saat mereka berputar melalui medan magnet yang kuat, memberikan GEMS sarana untuk mengeksplorasi aspek lain dari lingkungan ekstrem.
"Berkat efek ini, GEMS dapat menyelidiki skala spasial yang jauh lebih kecil daripada teleskop apa pun," kata Swank. Sinar-X terpolarisasi membawa informasi tentang struktur sumber-sumber kosmik yang tidak tersedia dengan cara lain apa pun.
"GEMS akan sekitar 100 kali lebih sensitif terhadap polarisasi daripada observatorium sinar-X sebelumnya, jadi kami mengantisipasi banyak penemuan baru," kata Sandra Cauffman, manajer proyek GEMS dan Asisten Direktur untuk Proyek Penerbangan di Goddard.
Beberapa pertanyaan mendasar yang para ilmuwan harapkan akan dijawab GEMS meliputi: Di mana energi yang dilepaskan dekat lubang hitam? Darimana emisi sinar-X dari bintang pulsar dan neutron berasal? Bagaimana struktur medan magnet di sisa-sisa supernova?
GEMS akan memiliki detektor inovatif yang secara efisien mengukur polarisasi sinar-X. Menggunakan tiga teleskop, GEMS akan mendeteksi sinar-X dengan energi antara 2.000 dan 10.000 elektron volt. (Sebagai perbandingan, cahaya tampak memiliki energi antara 2 dan 3 volt elektron.) Optik teleskop akan didasarkan pada cermin X-ray foil tipis yang dikembangkan di Goddard dan sudah terbukti di sambungan Jepang / AS. Observatorium orbital Suzaku.
GEMS akan diluncurkan tidak lebih awal dari 2014 dengan misi yang berlangsung hingga dua tahun. GEMS diperkirakan menelan biaya $ 105 juta, tidak termasuk kendaraan peluncuran.
Orbital Sciences Corporation di Dulles, Va., Akan menyediakan bus pesawat ruang angkasa dan operasi misi. ATK Space di Goleta, California, akan membangun boom yang dapat diterapkan 4 meter yang akan menempatkan cermin sinar-X pada jarak yang tepat dari detektor begitu GEMS mencapai orbit. Pusat Penelitian Ames NASA di Moffett Field, California, akan bermitra dalam sains, menyediakan perangkat lunak pemrosesan data sains, dan membantu melacak perkembangan pesawat ruang angkasa.
Sumber: NASA Goddard
Juga lihat Misi yang Diajukan Dapat Mempelajari Ruang-Waktu Sekitar Lubang Hitam
