Нейтронні зірки класифікуються як "нежить" ... справжні зірки зомбі. Вони народжуються, коли масивна зірка руйнується під її силою тяжіння і її зовнішні шари роздуваються далеко і вшир, затьмарюючи мільярд сонців, у події наднової. Залишилося зоряний труп ... ядро немислимої щільності ... де одна чайна ложка важила б близько мільярда тонн на Землі. Як би ми вивчили таку цікавість? NASA запропонувала місію під назвою "Провідник внутрішніх композицій нейтронних зірок" (NICER), яка б виявила зомбі та дозволила нам побачити в темному серці нейтронної зірки.
Ядро нейтронної зірки досить неймовірне. Незважаючи на те, що він здув більшу частину своєї зовнішності і зупинив ядерний синтез, він все ще випромінює тепло від вибуху і випромінює магнітне поле, яке нахиляє ваги. Ця інтенсивна форма випромінювання, викликана руйнуванням ядра, визначається в трильйон разів сильніше магнітного поля Землі. Якщо ви не вважаєте це вражаючим, тоді подумайте про розмір. Спочатку зірка могла мати діаметр трильйона миль або більше, але зараз вона стискається до розміру середнього міста. Це робить нейтронну зірку крихітним динамо - здатним конденсувати речовину в собі більш ніж у 1,4 рази більше вмісту Сонця, або щонайменше 460 000 Землі.
"Нейтронна зірка знаходиться прямо на порозі речовини, оскільки вона може існувати - якщо вона стає щільніше, вона стає чорною дірою", - каже доктор Завен Арзуманіан з Центру космічних польотів Годдарда НАСА в Ґрінбелті, штат Меріленд. "У нас немає способу створити інтер'єри нейтронних зірок на Землі, тому те, що відбувається з матерією під таким неймовірним тиском, є загадкою - існує багато теорій про те, як він поводиться. Найбільш близьким ми до моделювання цих умов є прискорювачі частинок, які розбивають атоми майже зі швидкістю світла. Однак ці зіткнення не є точним заміщенням - вони тривають лише частку секунди, і вони генерують температури, які набагато вище, ніж у нейтронних зірок ".
Якщо його затвердять, місія NICER буде запущена до літа 2016 року і робототехнічно приєднана до Міжнародної космічної станції. У вересні 2011 року NASA обрала NICER для дослідження як потенційну місію "Провідника". Місія отримає $ 250 000 для проведення 11-місячного вивчення концепції впровадження. З 20 заявок було обрано п'ять пропозицій Місії можливостей. Після детальних досліджень НАСА планує обрати для розробки одну або декілька з п'яти пропозицій Місії можливостей у лютому 2013 року.
Що робитиме NICER? По-перше, масив з 56 телескопів збиратиме рентгенівську інформацію від магнітних полюсів та гарячих точок нейтронних зірок. Саме з цих областей наші зомбі-зірки випускають рентгенівські промені, і під час обертання вони створюють пульс світла - тим самим термін "пульсар". У міру скорочення нейтронної зірки вона обертається швидше, і результуюча інтенсивна сила тяжіння може витягувати матеріал з близько зосередженої зірки. Деякі з цих пульсарів крутяться так швидко, що вони можуть досягти швидкості в кілька сотень обертів в секунду! Вчені сверблять, щоб зрозуміти, як матерія поводиться всередині нейтронної зірки та «забиває правильне рівняння стану (EOS), яке найбільш точно описує, як матерія реагує на зростаючий тиск. В даний час існує багато запропонованих EOS, кожен з яких припускає, що речовина може стискатися різною кількістю всередині нейтронних зірок. Припустимо, ви тримали два кулі однакового розміру, але один був зроблений з пінопласту, а другий - з дерева. Ви можете видавити пінопластовий кулю до меншого розміру, ніж дерев’яний. Таким же чином EOS, який говорить, що речовина є надзвичайно стисливою, передбачить меншу нейтронну зірку для даної маси, ніж EOS, яка каже, що матерія менш стислива ».
Тепер все, що потрібно буде зробити, це допомогти нам виміряти пульсарську масу. Як тільки це буде визначено, ми можемо отримати правильний EOS і розблокувати таємницю того, як матерія веде себе під напруженою силою тяжіння. «Проблема полягає в тому, що нейтронні зірки невеликі і набагато далеко, щоб можна було безпосередньо виміряти їх розміри», - говорить головний слідчий NICER доктор Кейт Гендреу з НАСА Годдард. "Однак, NICER буде першою місією, яка має достатньо чутливості та часу, щоб непрямо визначити розміри нейтронної зірки. Ключ полягає в тому, щоб точно виміряти, наскільки яскравість рентгенівських променів змінюється в міру обертання нейтронної зірки ».
То що ще робить наша зірка-зомбі, що вражає? Через їх надзвичайну силу в такому невеликому обсязі вони спотворюють простір / час відповідно до теорії загальної відносності Ейнштейна. Саме цей космічний «деформатор» дозволяє астрономам виявити присутність зірки-супутника. Він також створює такі ефекти, як зсув орбіти, який називається прецесією, дозволяючи парі орбітувати навколо один одного, викликаючи гравітаційні хвилі та виробляючи вимірювану орбітальну енергію. Однією з цілей NICER є виявлення цих наслідків. Сама основа дозволить команді визначити розмір нейтронної зірки. Як? Уявіть, що тиснеш пальцем на розтягнутий матеріал - тоді уяви, як тиснеш цілу руку проти нього. Чим менше нейтронна зірка, тим більше вона буде викривляти простір і світло.
Тут світлові криві стають дуже важливими. Коли точки точок нейтронної зірки вирівнюються з нашими спостереженнями, яскравість збільшується, коли людина обертається в поле зору і тьмяніє, коли вона обертається. Це призводить до кривої світла з великими хвилями. Але, коли простір спотворено, ми дозволяємо оглядати криву та бачити другу точку доступу, що призводить до легкої кривої з плавнішими, меншими хвилями. Команда має моделі, які виробляють «унікальні криві світла для різних розмірів, передбачені різними EOS. Вибравши криву світла, яка найкраще відповідає спостережуваній, вони отримають правильний EOS і вирішать загадку матерії на межі забуття ».
І вдихнути життя зірок зомбі ...
Оригінальне джерело історії: News Mission NASA.
