La NASA a annoncé le développement d'un observatoire spatial pour donner aux astronomes une nouvelle façon de voir les rayons X à partir d'objets exotiques tels que les trous noirs, les étoiles à neutrons et les supernovae. Baptisée Gravity and Extreme Magnetism Small Explorer (GEMS), la mission fait partie de la série Small Explorer (SMEX) de la NASA de satellites spatiaux économiques et hautement productifs, et sera le premier satellite à mesurer la polarisation des rayons X sources au-delà du système solaire.
La polarisation est la direction du champ électrique vibrant dans une onde électromagnétique. Un exemple quotidien de polarisation est l'effet atténuant de certains types de lunettes de soleil, qui transmettent la lumière qui vibre dans une direction tout en bloquant le reste. Les astronomes mesurent fréquemment la polarisation des ondes radio et de la lumière visible pour avoir un aperçu de la physique des étoiles, des nébuleuses et du milieu interstellaire, mais peu de mesures ont toutes été faites des rayons X polarisés provenant de sources cosmiques.
"À ce jour, les astronomes ont mesuré la polarisation des rayons X à partir d'un seul objet en dehors du système solaire - la célèbre nébuleuse du crabe, le nuage lumineux qui marque le site d'une étoile éclatée", a déclaré Jean Swank, astrophysicien Goddard et directeur du GEMS. enquêteur. «Nous nous attendons à ce que GEMS détecte des dizaines de sources et ouvre vraiment cette nouvelle frontière.»
Les trous noirs figureront en haut de la liste des objets que GEMS pourra observer. Le champ gravitationnel extrême près d'un trou noir en rotation non seulement courbe les trajectoires des rayons X, il modifie également la direction de leurs champs électriques. Les mesures de polarisation peuvent révéler la présence d'un trou noir et fournir aux astronomes des informations sur sa rotation. Les électrons se déplaçant rapidement émettent des rayons X polarisés en spirale à travers des champs magnétiques intenses, fournissant au GEMS les moyens d'explorer un autre aspect des environnements extrêmes.
"Grâce à ces effets, le GEMS peut sonder des échelles spatiales bien plus petites que n'importe quel télescope peut imaginer", a déclaré Swank. Les rayons X polarisés contiennent des informations sur la structure des sources cosmiques qui ne sont pas disponibles autrement.
«Le GEMS sera environ 100 fois plus sensible à la polarisation que tout autre observatoire aux rayons X, nous prévoyons donc de nombreuses nouvelles découvertes», a déclaré Sandra Cauffman, chef de projet GEMS et directrice adjointe des projets de vol chez Goddard.
Certaines des questions fondamentales auxquelles les scientifiques espèrent que le GEMS répondra comprennent: Où l'énergie est-elle libérée près des trous noirs? D'où proviennent les émissions de rayons X des pulsars et des étoiles à neutrons? Quelle est la structure des champs magnétiques dans les restes de supernova?
GEMS disposera de détecteurs innovants qui mesureront efficacement la polarisation des rayons X. À l'aide de trois télescopes, GEMS détectera les rayons X avec des énergies comprises entre 2 000 et 10 000 électron-volts. (À titre de comparaison, la lumière visible a des énergies comprises entre 2 et 3 électrons volts.) L'optique du télescope sera basée sur des miroirs à rayons X à feuille mince développés à Goddard et déjà prouvés dans le cadre du partenariat Japon / États-Unis. Observatoire orbital de Suzaku.
GEMS sera lancé au plus tôt en 2014 pour une mission pouvant durer jusqu'à deux ans. Le GEMS devrait coûter 105 millions de dollars, hors lanceur.
Orbital Sciences Corporation à Dulles, en Virginie, assurera les opérations de bus et de mission du vaisseau spatial. ATK Space à Goleta, en Californie, construira une flèche déployable de 4 mètres qui placera les miroirs à rayons X à la bonne distance des détecteurs une fois que le GEMS aura atteint son orbite. Le centre de recherche Ames de la NASA à Moffett Field, en Californie, s'associera à la science, fournira un logiciel de traitement des données scientifiques et aidera à suivre le développement du vaisseau spatial.
Source: NASA Goddard
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