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30/Jul/08



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Una misión propuesta a la NASA podría explorar el espacio deformado alrededor de un agujero negro

Una nueva misión de la NASA podría descubrir la forma del espacio que ha sido distorsionado por la aplastante gravedad de un agujero negro que gira, y explorar la estructura y los efectos de ese formidable campo magnético alrededor de los magnetares, estrellas muertas con campos magnéticos trillones de veces más fuertes que el de la Tierra

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

Fotograma de una animación por computadora de un concepto artístico de una caliente nube de gas de hierro que cabalga sobre una onda en el espacio-tiempo alrededor de un agujero negro. Basada en una observación de la sonda espacial Rossi X-ray Timing Explorer, esta animación detalla cómo la extrema gravedad puede hacer que la luz se estire y cómo un agujero negro que gira puede arrastrar la misma trama del espacio a su alrededor con ella.

Ver animación en formato mpg.

Los rayos-X son un poderoso tipo de luz. Como toda luz, los rayos-X tienen un campo eléctrico vibratorio. Cuando la luz se desplaza libremente a través del espacio, puede vibrar en cualquier dirección. Sin embargo, bajo ciertas condiciones, se vuelve polarizada, o sea que se ve forzada a vibrar en una sola dirección. Esto ocurre cuando la luz se refleja de una superficie, por ejemplo.

Aprovechamos este fenómeno cuando usamos vidrios polarizados para reducir el deslumbramiento en la calle. El deslumbramiento es simplemente luz que se ha polarizado al reflejarse en la calle. Se hacen los anteojos para bloquear la luz polarizada, de modo que eliminan el deslumbramiento.

"Los ambientes extremos alrededor de los agujeros negros, magnetares, y las conmociones de las estrellas cuando explotan llamadas supernovas, todos producen rayos-X", dice el Dr. Jean Swank, principal investigador de GEMS del Centro de Vuelos Espaciales Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland. "GEMS será la primera misión diseñada sólo para medir la polarización de estos rayos-X, que nos permitirá explorar estos lugares exóticos de una manera sin precedentes".

GEMS podría revelar:

  • Cómo los agujeros negros que giran afectan el espacio-tiempo y la materia a medida que es tragada y comprimida por fuertes campos gravitatorios.
  • Qué ocurre en los campos magnéticos súper poderosos cerca de púlsares y magnetares.
  • Cómo son acelerados los rayos cósmicos por las conmociones en los vestigios de supernovas.
"GEMS podrá decir la forma de la materia que emite rayos-X y que está atrapada cerca de los agujeros negros, mejor que las misiones existentes; en particular, si la materia alrededor de un agujero negro está confinada en un disco plano, o dispersa en una esfera, o sale disparada en los chorros", dijo Swank.

"Ya que los rayos-X están polarizados por el espacio que gira alrededor de un agujero negro, GEMS también provee de un método para determinar el giro de un agujero negro, independiente de las otras técnicas, que es necesario para controlar su exactitud", dijo Swank.

El corazón GEMS será una pequeña cámara llena con gas. A medida que los rayos-X se desplacen a través del gas, liberan una nube de electrones a lo largo de su trayectoria. Ya 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 los rayos-X, que es la misma que la de su polarización.

La propuesta de GEMS de Goddard es parte del programa Explorer de la NASA. La propuesta fue presentada en respuesta al Anuncio de Oportunidad para Pequeños Exploradores (SMEX) y a Misiones de Oportunidad publicados por la NASA el 28 de septiembre de 2007. Fueron seleccionadas seis propuestas, incluyendo GEMS, para un estudio conceptual detallado; a continuación, la NASA seleccionará dos de ellas para desarrollar en la primavera de 2009. Se programa lanzar una misión seleccionada en 2012, y la otra en 2015.

Si es aprobada, Goddard será responsable del instrumento de GEMS y de la administración del programa en conjunto. Orbital Sciences Corporation, Dulles, Virginia, será responsable de construir la nave y las operaciones de la misión. ATK Space, Goleta, California, construirá un brazo para poner los telescopios de rayos-X a una distancia apropiada de los detectores. El Centro de Investigación Ames de la NASA, Moffett Field, California, ayudará al proyecto administrando el contrato de desarrollo de la nave y suministrando simulaciones de cómo aparecerán los datos. La Universidad de Iowa proveerá ayuda en la calibración de los instrumentos, y hará que los estudiantes preparen un experimento que podría ser parte de la misión. El Massachusetts Institute of Technology, Cambridge, Massachusetts, proveerá ayuda con la determinación de las necesidades de la misión.

Fuente: NASA. Aportado por Graciela Lorenzo Tillard

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Artículo original (inglés)
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