Misión propuesta por la NASA podría explorar el espacio curvado alrededor de los agujeros negros

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Una nueva misión de la NASA podría descubrir la forma del espacio que ha sido distorsionado por la gravedad de un agujero negro giratorio, y explorar la estructura y efectos de los formidables campos magnéticos alrededor de magnetares, estrellas muertas con campos magnéticos billones de veces más potentes que el de la Tierra.

Las misiones actuales no tiene la suficiente resolución para hacer esto, o en el caso de imágenes de campo magnético, simplemente no pueden hacerlo porque los campos magnéticos son invisibles. La nueva misión propuesta, llamada Gravedad y Magnetismo Extremo (GEMS), usará una nueva técnica para lograr lo que ha sido imposible hasta ahora. Construirá una imagen indirectamente midiendo la polarización de los rayos-X emitidos desde estas violentas regiones.

Los rayos-X son un potente tipo de luz. Como toda la luz, los rayos-X tienen un vibrante campo eléctrico. Cuando la luz viaja libremente a través del espacio, puede vibrar en cualquier dirección. Sin embargo, bajo ciertas condiciones, se polariza, lo que significa que es forzada a vibrar en sólo una dirección. Esto sucede cuando la luz es dispersada por una superficie, por ejemplo.

Nos aprovechamos de este fenómeno cuando usamos gafas polarizadas para reducir el resplandor de la carretera. El resplandor es simplemente luz que se ha polarizado al dispersarse en el camino. Las gafas están hechas para bloquear la luz polarizada, por lo que eliminan el brillo.

“Los entornos extremos alrededor de los agujeros negros, magnetares, y los impactos de estrellas en explosión, conocidas como supernovas, producen rayos-X”, dijo la Investigadora Principal de GEMS la Dra. Jean Swank del Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland. “GEMS será la primera misión diseñada para medir la polarización de estos rayos-X, lo cual nos permitirá explorar estos exóticos lugares de una forma sin precedentes”.

GEMS podría revelar:

  • Cómo los agujeros negros giratorios afectan al espacio –tiempo y la materia conforme se retrae y comprime por los potentes campos gravitatorios.
  • Qué sucede en los campos magnéticos súper-potentes cerca de púlsares y magnetares.
  • Cómo los rayos cósmicos se aceleran por los choques en remanentes de supernova.

“GEMS será capaz de decirnos las formas de la materia emisora de rayos-X atrapada cerca del agujero negro mejor que las actuales misiones — en particular, si la materia alrededor de un agujero negro está confinada en un disco plano o dispersa en una esfera o saliendo en chorros”, dijo Swank.

“Dado que los rayos-X están polarizados por el espacio que gira alrededor de un agujero negro, GEMS también proporciona un método para determinar el giro de un agujero negro independientemente de otras técnicas, lo cual es necesario para comprobar su precisión”, dijo Swank.

El corazón de GEMS será una pequeña cámara repleta de gas. Cuando los rayos-X viajan a través del gas, liberan una nube de electrones a lo largo de su camino. Dado que los electrones tienden a moverse en la misma dirección que el campo eléctrico producido por los rayos-X, el instrumento medirá la nube de electrones para obtener la dirección del campo eléctrico de rayos-X, la cual es la misma que la polarización.

La propuesta de GEMS de Goddard es parte del programa Explorer de la NASA. La propuesta se envió como respuesta al Anuncio de Oportunidades para Pequeños Exploradores (SMEX) de la NASA y Misiones de Oportunidad iniciada el 28 de septiembre de 2007. Seis propuestas, incluyendo a GEMS, fueron seleccionadas para un estudio conceptual detallado, tras lo cual la NASA seleccionará dos de ellas para su desarrollo en la primavera de 2009. Una misión tiene previsto su lanzamiento para 2012 y otra para 2015.

De conseguir la aprobación, NASA Goddard será el responsable del instrumento GEMS y la gestión global del programa. Orbital Sciences Corporation en Dulles, Virginia, será el responsable de construir la nave y la operación de las misiones. ATK Space en Goleta, California, construirá una pluma para colocar los telescopios de rayos-X a la distancia adecuada de los detectores. El Centro de Investigación Ames de la NASA en Moffett Field, California, ayudará en el proyecto gestionando el contrato de desarrollo de la nave y proporcionando simulaciones de cómo aparecerán los datos. La Universidad de Iowa proporcionará ayuda en la calibración del instrumental, y tendrá estudiantes preparando un experimento que podría ser parte de la misión. El Instituto Tecnológico de Massachusetts en Cambridge, Massachusetts, proporcionará ayuda en la determinación de los requisitos de la misión.


Autor: Bill Steigerwald
Fecha Original: 30 de junio de 2008
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