Η αποστολή GEMS θα παρατηρήσει τις μαύρες τρύπες

Πηγή: United Press International, 29 Ιουνίου 2008

Μια νέα αποστολή της NASA θα μπορούσε να ανακαλύψει το σχήμα του χώρου που έχει παραμορφωθεί από την βαρύτητα μιας περιστρεφόμενης μαύρης τρύπας, και την διερεύνηση της δομής και τα αποτελέσματα του φοβερού μαγνητικού πεδίου γύρω από τα μάγναστρα, τα νεκρά αστέρια με ένα μαγνητικό πεδίο τρισεκατομμύρια φορές ισχυρότερο από της Γης.

Οι τρέχουσες αποστολές είτε δεν έχουν την ανάλυση για να το κάνουν αυτό, ή στην περίπτωση της απεικόνισης του μαγνητικού πεδίου, απλά δεν μπορούν να το κάνουν αυτό, επειδή τα μαγνητικά πεδία είναι αόρατα. Η προτεινόμενη νέα αποστολή, που ονομάζεται Gravity and Extreme Magnetism (GEMS), θα χρησιμοποιεί μια νέα τεχνική για να κάνει ό,τι μέχρι τώρα ήταν αδύνατον. Αυτή θα δημιουργήσει μια εικόνα έμμεσα με τη μέτρηση της πόλωσης των ακτίνων-Χ, που εκπέμπονται από αυτές τις βίαιες περιοχές.

Κτυπήστε πάνω στην εικόνα - που προέρχεται από έναν υπολογιστή - για να δείτε μια μικρή ταινία. Δείχνει το καυτό αέριο σιδήρου που κινείται πάνω σε ένα κύμα στο χωρόχρονο γύρω από μια μαύρη τρύπα. Βασίζεται σε μια παρατήρηση του διαστημοπλοίου Rossi X-ray Timing Explorer, και απεικονίζει τον τρόπο με τον οποίο μπορεί η ακραία βαρύτητα να αναγκάσει το φως να τεντωθεί, αλλά και το πώς μια μαύρη τρύπα μπορεί να σύρει την ίδια τη δομή του χώρου μαζί της

Οι ακτίνες-Χ είναι απλώς ένα ισχυρό είδος ακτινοβολίας. Όπως όλες οι ακτίνες, έτσι κι οι ακτίνες Χ έχουν ένα παλλόμενο ηλεκτρικό πεδίο. Όταν το φως ταξιδεύει ελεύθερα μέσα στο χώρο, μπορεί να πάλλεται σε οποιαδήποτε κατεύθυνση. Ωστόσο, υπό ορισμένες προϋποθέσεις, καθίσταται πολωμένο, με την έννοια ότι είναι αναγκασμένοι να πάλλεται προς μία μόνο κατεύθυνση. Αυτό συμβαίνει όταν φως σκεδάζεται από μια επιφάνεια, για παράδειγμα.

Ο κόσμος επωφελείται από αυτό το φαινόμενο της πόλωσης, όταν χρησιμοποιεί γυαλιά για να μειώσει την έντονη λάμψη του δρόμου. Η λάμψη αυτή είναι απλά φως που έχει καταστεί πολωμένο από τη σκέδαση πάνω στον δρόμο. Τα γυαλιά είναι φτιαγμένα για να μπλοκάρουν το πολωμένο φως, έτσι ώστε να εξαλειφθεί το εκτυφλωτικό φως.

"Τα ακραία περιβάλλοντα γύρω από τις μαύρες τρύπες, τα μάγναστρα και οι κλωνισμοί από την έκρηξη των άστρων - τα γνωστά σουπερνόβα - παράγουν ακτίνες Χ", είπε ο επικεφαλής ερευνητής της αποστολής GEMS Jean Swank του Κέντρου Διαστημικών Πτώσεων Γκοντάρ της NASA. "Η GEMS θα η πρώτη αποστολή που έχει σχεδιαστεί μόνο για τη μέτρηση της πόλωσης από αυτές οι ακτίνες Χ, κι αυτό θα μας επιτρέψει να διερευνήσουμε αυτές τις εξωτικές τοποθεσίες με ένα πρωτοφανή τρόπο ".

Η αποστολή GEMS θα μπορούσε να αποκαλύψει:

* Πώς επηρεάζουν οι περιστρεφόμενες μαύρες τρύπες τον ιστό του χωροχρόνου και την ύλη, καθώς αυτή σύρεται και συμπιέζεται από την ισχυρή βαρυτική τους δύναμη.

* Τι συμβαίνει στα σούπερ ισχυρά μαγνητικά πεδία κοντά τα πάλσαρ και μάγναστρα.

* Πώς επιταχύνονται οι κοσμικές ακτίνες από το κύμα κλωνισμού των καταλοίπων ενός σουπερνόβα.

Ο Swank υποστηρίζει ότι η αποστολή GEMS θα είναι σε θέση να μας περιγράψει το σχήμα της ύλης, που εκπέμπει ακτίνες-Χ, κι έχει παγιδευτεί κοντά στις μαύρες τρύπες, καλύτερα από ότι μπορούν οι υπάρχουσες αποστολές - και, ιδίως, το κατά πόσο η ύλη γύρω από μια μαύρη τρύπα, όταν περιορίζεται σε ένα επίπεδη δίσκο ή είναι διογκωμένη σαν μια σφαίρα ή σχηματίζει πίδακες.

"Επειδή οι ακτίνες Χ είναι πολωμένες από το τον χώρο ποτ στρέφεται κι αυτός γύρω από μια στρεφόμενη μαύρη τρύπα, η αποστολή GEMS υα μας δώσει επίσης μια μέθοδο να καθορίσουμε την περιστροφή μιας μαύρης τρύπας ανεξάρτητα από άλλες τεχνικές, που είμαστε αναγκασμένοί να ελέγξουμε την ακρίβειά τους," είπε ο Swank.

Η καρδιά της GEMS θα είναι ένας μικρός χώρος γεμάτος με αέριο. Καθώς οι ακτίνες Χ θα ταξιδεύουν ανάμεσα στο αέριο, αυτές θα ελευθερώσουν ένα νέφος ηλεκτρονίων κατά μήκος της διαδρομής τους. Επειδή δε τα ηλεκτρόνια τείνουν να κινούνται προς την ίδια κατεύθυνση με το ηλεκτρικό πεδίο που παράγεται από τις ακτίνες Χ, το όργανο θα μετρά το νέφος των ηλεκτρονίων για να βρει την κατεύθυνση των ακτίνων Χ του ηλεκτρικού πεδίου, η οποία είναι η ίδια με την πόλωση του.

Η πρόταση για την αποστολή GEMS αποτελεί ένα τμήμα του προγράμματος Explorer της NASA. Η πρόταση αυτή είναι μία από τις έξι προτάσεις που επελέγησαν για μια λεπτομερή μελέτη. Μετά η NASA θα επιλέξει δύο από αυτές για την ανάπτυξη τους, την άνοιξη του 2009. Η μία επιλεγμένη αποστολή προγραμματίζεται να ξεκινήσει το 2012, και η άλλη έχει προγραμματιστεί για να πετάξει το 2015.