Wat hebben zwarte gaten, magnetars en supernovae gemeen? Ze zenden allemaal röntgenstralen uit. En er is veel dat we niet begrijpen over hoe zwarte gaten de ruimtetijd om hen heen vervormen, of hoe magnetars hun omgeving beïnvloeden, of hoe kosmische straling wordt versneld door schokken in supernovaresten. Een voorgestelde nieuwe NASA-missie genaamd Gravity and Extreme Magnetism (GEMS), zal een nieuwe techniek gebruiken om te onderzoeken wat tot nu toe onbereikbaar was. GEMS zal de röntgenstraling van deze objecten niet rechtstreeks bestuderen, maar zal indirect een beeld opbouwen door de polarisatie van door deze gewelddadige regio's uitgezonden röntgenstralen te meten.
Geen enkele huidige missie heeft een oplossing om dit te doen, of in het geval van magnetische veldbeeldvorming, kan dit eenvoudigweg niet omdat magnetische velden onzichtbaar zijn.
Röntgenstralen zijn zeer krachtig en zoals alle licht hebben röntgenstralen een vibrerend elektrisch veld. Wanneer licht vrij door de ruimte reist, kan het in elke richting trillen. Onder bepaalde omstandigheden wordt het echter gepolariseerd, wat betekent dat het in slechts één richting moet trillen. Dit gebeurt bijvoorbeeld wanneer er licht van een oppervlak valt.
Op een vergelijkbare manier gebruiken we gepolariseerde glazen om verblinding te verminderen. De schittering is gewoon licht dat gepolariseerd is geworden door zich van de weg te verspreiden. De bril is gemaakt om gepolariseerd licht te blokkeren, zodat deze de schittering elimineert.
"GEMS wordt de eerste missie die alleen is ontworpen om de polarisatie van deze röntgenstralen te meten, waardoor we deze exotische plaatsen op een ongekende manier kunnen verkennen", zegt GEMS hoofdonderzoeker Dr. Jean Swank van NASA's Goddard Space Flight Center in Greenbelt Md.
GEMS werd voorgesteld als onderdeel van NASA's Explorer-programma en werd geselecteerd als een van de zes missies voor een gedetailleerde conceptstudie. NASA zal twee van de zes selecteren voor ontwikkeling in het voorjaar van 2009. Een geselecteerde missie is gepland voor lancering in 2012 en de andere is gepland voor lancering in 2015.
"GEMS zal de vormen van de röntgenstralende materie beter kunnen vastleggen in de buurt van zwarte gaten dan bestaande missies - in het bijzonder of materie rond een zwart gat beperkt is tot een platte schijf of opgeblazen in een bol of eruit spuitend in een vliegtuig, 'zei Swank.
"Aangezien röntgenstralen worden gepolariseerd door de ruimte die rond een ronddraaiend zwart gat draait, biedt GEMS ook een methode om de spin van een zwart gat te bepalen, onafhankelijk van andere technieken, die nodig is om hun nauwkeurigheid te controleren", aldus Swank.
Het hart van GEMS wordt een kleine kamer gevuld met gas. Terwijl röntgenstralen door het gas reizen, laten ze een wolk van elektronen vrij langs hun pad. Omdat de elektronen de neiging hebben om in dezelfde richting te bewegen als het elektrische veld dat door de röntgenfoto wordt geproduceerd, zal het instrument de elektronenwolk meten om de richting van het elektrische veld van de röntgenfoto te krijgen, wat hetzelfde is als de polarisatie.
Oorspronkelijke nieuwsbron: PhysOrg
