Vad har svarta hål, magnetar och supernovaer gemensamt? De avger alla röntgenstrålar. Och det är mycket vi inte förstår om hur svarta hål snedvrider rymdtiden runt dem, eller hur magnetar påverkar deras omgivningar, eller hur kosmiska strålar påskyndas av chocker i supernovarester. Ett förslag till nytt NASA-uppdrag som heter Gravity and Extreme Magnetism (GEMS) kommer att använda en ny teknik för att studera vad som har varit ouppnåeligt fram till nu. GEMS studerar inte röntgenstrålningen av dessa objekt direkt, men kommer att bygga upp en bild indirekt genom att mäta polariseringen av röntgenstrålar som släpps ut från dessa våldsamma regioner.
Inget nuvarande uppdrag har resolution för att göra detta, eller i fallet med magnetfältavbildning kan det helt enkelt inte göra det eftersom magnetfält är osynliga.
Röntgenstrålar är mycket kraftfulla och som alla ljus har röntgenstrålarna ett vibrerande elektriskt fält. När ljus färdas fritt genom rymden kan det vibrera i valfri riktning. Under vissa förhållanden blir den emellertid polariserad, vilket betyder att den tvingas vibrera i en enda riktning. Detta händer när till exempel ljus sprids från en yta.
På liknande sätt använder vi polariserade glasögon för att minska vägbländningen. Blänningen är helt enkelt ljus som har polariserats genom att sprida sig från vägen. Glasögonen är gjorda för att blockera polariserat ljus, så att de eliminerar bländningen.
"GEMS kommer att vara det första uppdraget som är utformat bara för att mäta polariseringen av dessa röntgenstrålar, vilket gör att vi kan utforska dessa exotiska platser på ett aldrig tidigare skådat sätt," sa GEMS huvudutredare Dr. Jean Swank från NASA: s Goddard Space Flight Center i Greenbelt , Md.
GEMS föreslogs som en del av NASA: s Explorer-program och valdes till ett av sex uppdrag för en detaljerad konceptstudie. NASA kommer att välja två av de sex för utveckling våren 2009. Ett utvalt uppdrag är planerat att lanseras 2012, och det andra planeras för lansering 2015.
”GEMS kommer att kunna berätta formerna för den röntgenstrålning som fångas nära svarta hål bättre än befintliga uppdrag kan - i synnerhet om materien runt ett svart hål är begränsad till en platt skiva eller puffad i en sfär eller sprutande ut i en jet, ”sa Swank.
"Eftersom röntgenstrålar polariseras av utrymmet som virvlar runt ett snurrande svart hål, tillhandahåller GEMS också en metod för att bestämma svarthålspinn oberoende av andra tekniker, som krävs för att kontrollera deras noggrannhet," sade Swank.
Hjärtat i GEMS kommer att vara en liten kammare fylld med gas. När röntgenstrålarna rör sig genom gasen släpper de ett moln med elektroner längs deras väg. Eftersom elektronerna tenderar att röra sig i samma riktning som det elektriska fältet som produceras av röntgenstrålen kommer instrumentet att mäta elektronmoln för att få riktningen för röntgens elektriska fält, vilket är samma som dess polarisering.
Original nyhetskälla: PhysOrg
