นาซ่าได้ประกาศการพัฒนาหอสังเกตการณ์อวกาศเพื่อให้วิธีการใหม่ในการดูรังสีเอกซ์จากวัตถุแปลกปลอมเช่นหลุมดำดาวนิวตรอนและซุปเปอร์โนวา เรียกว่า Gravity and Extreme Magnetism Small Explorer (GEMS) ภารกิจนี้เป็นส่วนหนึ่งของชุด Small Explorer (SMEX) ของ NASA ที่มีประสิทธิภาพด้านต้นทุนและมีประสิทธิภาพสูงในการสำรวจอวกาศและเป็นดาวเทียมดวงแรกในการวัดโพลาไรเซชันของรังสีเอกซ์ แหล่งที่มานอกเหนือจากระบบสุริยจักรวาล
โพลาไรเซชันเป็นทิศทางของสนามไฟฟ้าที่สั่นสะเทือนในคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า ตัวอย่างของการโพลาไรซ์ในชีวิตประจำวันคือผลกระทบที่ลดทอนลงของแว่นตากันแดดบางประเภทซึ่งผ่านแสงที่สั่นสะเทือนในทิศทางเดียวขณะที่ปิดกั้นส่วนที่เหลือ นักดาราศาสตร์ทำการวัดโพลาไรเซชันของคลื่นวิทยุและแสงที่มองเห็นได้บ่อยครั้งเพื่อทำความเข้าใจกับฟิสิกส์ของดาวเนบิวลาและสื่อระหว่างดวงดาว แต่การวัดเพียงไม่กี่อย่างนั้นถูกสร้างขึ้นด้วยรังสีเอกซ์โพลาไรซ์จากแหล่งกำเนิดของจักรวาล
“ จนถึงปัจจุบันนักดาราศาสตร์ได้ทำการตรวจวัดโพลาไรเซชันของเอ็กซ์จากวัตถุเพียงชิ้นเดียวนอกระบบสุริยะซึ่งก็คือเนบิวลาปูที่มีชื่อเสียงซึ่งเป็นเมฆที่ส่องสว่างซึ่งเป็นที่ตั้งของดาวฤกษ์ระเบิด” ฌองสแวงค์ พนักงานสืบสวน “ เราคาดหวังว่า GEMS จะตรวจจับแหล่งที่มาหลายสิบแห่งและเปิดพรมแดนใหม่นี้อย่างแท้จริง”
หลุมดำจะสูงในรายการวัตถุเพื่อให้ GEMS สังเกต สนามแรงโน้มถ่วงที่รุนแรงใกล้กับหลุมดำที่กำลังหมุนไม่เพียงแค่โค้งของรังสีเอกซ์เท่านั้น แต่ยังเปลี่ยนทิศทางของสนามไฟฟ้าของพวกมันด้วย การวัดโพลาไรเซชันสามารถเปิดเผยการปรากฏตัวของหลุมดำและให้ข้อมูลเกี่ยวกับการหมุนของนักดาราศาสตร์ อิเล็กตรอนที่เคลื่อนที่อย่างรวดเร็วจะปล่อยรังสีเอกซ์ที่มีขั้วแม่เหล็กออกมาในขณะที่มันหมุนวนไปตามสนามแม่เหล็กที่รุนแรงทำให้ GEMS สามารถสำรวจสภาพแวดล้อมที่รุนแรงได้
“ ด้วยเอฟเฟกต์เหล่านี้ GEMS สามารถตรวจสอบสเกลอวกาศได้ไกลกว่ากล้องโทรทรรศน์ใด ๆ ที่สามารถถ่ายภาพได้” Swank กล่าว รังสีเอกซ์โพลาไรซ์จะนำข้อมูลเกี่ยวกับโครงสร้างของแหล่งจักรวาลที่ไม่สามารถหาได้ด้วยวิธีอื่น
“ GEMS จะไวต่อโพลาไรเซชันมากกว่าประมาณ 100 เท่าของหอสังเกตการณ์ X-ray ก่อนหน้านี้ดังนั้นเราจึงคาดการณ์การค้นพบใหม่ ๆ มากมาย” แซนดร้าคอฟฟ์แมนผู้จัดการโครงการ GEMS และผู้ช่วยผู้อำนวยการโครงการการบินที่ก็อดดาร์ดกล่าว
คำถามพื้นฐานบางอย่างที่นักวิทยาศาสตร์คาดหวังว่าจะได้รับคำตอบจาก GEMS ได้แก่ พลังงานที่ปล่อยออกมาใกล้หลุมดำอยู่ที่ไหน การปล่อยรังสีเอกซ์จากพัลซาร์และดาวนิวตรอนมาจากที่ไหน? โครงสร้างของสนามแม่เหล็กในซูเปอร์โนวาที่เหลืออยู่คืออะไร?
GEMS จะมีเครื่องตรวจจับที่เป็นนวัตกรรมใหม่ซึ่งทำการวัดโพลาไรซ์ X-ray ได้อย่างมีประสิทธิภาพ การใช้กล้องโทรทรรศน์สามตัว GEMS จะตรวจจับรังสีเอกซ์ด้วยพลังงานระหว่าง 2,000 และ 10,000 โวลต์อิเล็กตรอน (สำหรับการเปรียบเทียบแสงที่มองเห็นได้จะมีพลังงานระหว่าง 2 และ 3 อิเล็กตรอนโวลต์) เลนส์กล้องจะขึ้นอยู่กับกระจกเอ็กซเรย์ฟอยล์บางที่พัฒนาที่ Goddard และพิสูจน์แล้วในญี่ปุ่น / สหรัฐอเมริการ่วมกัน Suzaku หอดูดาวโคจร
GEMS จะเปิดตัวเร็วกว่าปี 2014 ในภารกิจที่ยาวนานถึงสองปี GEMS คาดว่าจะมีราคา $ 105 ล้านไม่รวมยานพาหนะท
Orbital Sciences Corporation ใน Dulles, Va. จะให้บริการรถบัสยานอวกาศและการปฏิบัติภารกิจ ATK Space ในโกลตารัฐแคลิฟอร์เนียจะสร้างบูมยาว 4 เมตรซึ่งจะวางกระจกเอ็กซเรย์ในระยะที่เหมาะสมจากเครื่องตรวจจับเมื่อ GEMS ถึงวงโคจร ศูนย์วิจัย Ames ของนาซ่าใน Moffett Field รัฐแคลิฟอร์เนียจะเป็นพันธมิตรในด้านวิทยาศาสตร์จัดหาซอฟต์แวร์ประมวลผลข้อมูลวิทยาศาสตร์และช่วยติดตามการพัฒนาของยานอวกาศ
ที่มา: NASA Goddard
ดูที่ภารกิจที่เสนออาจศึกษาเวลาว่างรอบ ๆ หลุมดำ
