NASA telah mengumumkan pengembangan sebuah observatorium berasaskan ruang untuk memberi para astronom cara baru untuk melihat sinar-X dari objek eksotik seperti lubang hitam, bintang neutron, dan supernova. Dikenal sebagai Gravity and Extreme Magnetism Small Explorer (GEMS), misi ini adalah sebahagian daripada siri NASA's Small Explorer (SMEX) satelit sains ruang angkasa yang menjimatkan kos dan sangat produktif, dan akan menjadi satelit pertama yang mengukur polarisasi sinar-X sumber di luar sistem suria.
Polarisasi adalah arah medan elektrik yang bergetar dalam gelombang elektromagnetik. Contoh polarisasi setiap hari adalah kesan pelemahan beberapa jenis cermin mata hitam, yang melewati cahaya yang bergetar dalam satu arah sambil menyekat yang lain. Ahli astronomi sering mengukur polarisasi gelombang radio dan cahaya yang dapat dilihat untuk mendapatkan gambaran mengenai fizik bintang, nebula, dan medium antarbintang, tetapi setiap pengukuran dibuat dari sinar-X terpolarisasi dari sumber kosmik.
"Sehingga kini, para astronom telah mengukur polarisasi sinar-X dari hanya satu objek di luar sistem suria - Nebula Ketam yang terkenal, awan bercahaya yang menandakan tapak bintang yang meletup," kata Jean Swank, ahli astrofizik Goddard dan pengetua GEMS penyiasat. "Kami menjangkakan bahawa GEMS akan mengesan puluhan sumber dan benar-benar membuka sempadan baru ini."
Lubang hitam akan berada dalam senarai objek yang perlu diperhatikan oleh GEMS. Medan graviti yang melampau di dekat lubang hitam berputar tidak hanya membengkokkan jalur sinar-X, ia juga mengubah arah medan elektrik mereka. Pengukuran polarisasi dapat mendedahkan kehadiran lubang hitam dan memberi maklumat kepada astronom mengenai putarannya. Elektron bergerak pantas memancarkan sinar-X terpolarisasi ketika mereka berputar melalui medan magnet yang kuat, memberikan GEMS alat untuk meneroka aspek lain dari persekitaran yang melampau.
"Berkat kesan-kesan ini, GEMS dapat meneliti skala spasial yang jauh lebih kecil daripada teleskop mana yang dapat digambarkan," kata Swank. Sinar-X terpolarisasi membawa maklumat mengenai struktur sumber kosmik yang tidak tersedia dengan cara lain.
"GEMS akan sekitar 100 kali lebih sensitif terhadap polarisasi daripada balai cerap sinar-X sebelumnya, jadi kami menantikan banyak penemuan baru," kata Sandra Cauffman, pengurus projek GEMS dan Penolong Pengarah Projek Penerbangan di Goddard.
Beberapa soalan asas yang diharapkan para saintis dijawab oleh GEMS meliputi: Di manakah tenaga yang dilepaskan berhampiran lubang hitam? Di manakah asalnya sinar-X dari pulsar dan bintang neutron? Apakah struktur medan magnet di sisa-sisa supernova?
GEMS akan mempunyai alat pengesan inovatif yang mengukur polarisasi sinar-X dengan cekap. Dengan menggunakan tiga teleskop, GEMS akan mengesan sinar-X dengan tenaga antara 2,000 hingga 10,000 volt elektron. (Sebagai perbandingan, cahaya yang kelihatan mempunyai tenaga antara 2 dan 3 volt elektron.) Optik teleskop akan didasarkan pada cermin sinar-X foil tipis yang dikembangkan di Goddard dan sudah terbukti di Jepun / AS bersama. Balai cerap orbit Suzaku.
GEMS akan dilancarkan tidak lebih awal dari tahun 2014 pada misi yang berlangsung sehingga dua tahun. GEMS dijangka menelan belanja $ 105 juta, tidak termasuk kenderaan pelancaran.
Orbital Sciences Corporation di Dulles, Va., Akan menyediakan operasi bas dan misi kapal angkasa. Ruang ATK di Goleta, California, akan membina boom yang dapat digunakan sepanjang 4 meter yang akan meletakkan cermin sinar-X pada jarak yang tepat dari pengesan setelah GEMS mencapai orbit. Pusat Penyelidikan Ames NASA di Moffett Field, Calif., Akan bekerjasama dalam sains, menyediakan perisian pemprosesan data sains dan membantu mengesan perkembangan kapal angkasa.
Sumber: NASA Goddard
Lihat juga Cadangan Misi Dapat Mengkaji Waktu-Ruang Sekitar Lubang Hitam
