Нейтронните звезди са класифицирани като "нежить" ... истински зомби звезди. Те се раждат, когато масивна звезда се срине под нейната гравитация и външните й слоеве се издухат далеч и нашироко, засищайки милиард слънца, в случай на свръхнова. Остава е звезден труп ... ядро с немислима плътност ... където една чаена лъжичка ще тежи около милиард тона на Земята. Как бихме изучили такова любопитство? НАСА предложи мисия, наречена „Неутронна звезда”, интериорна композиция (NICER), която да открие зомбито и да ни позволи да видим в тъмното сърце на неутронна звезда.
Ядрото на неутронна звезда е доста невероятно. Въпреки факта, че е издухнал по-голямата част от екстериора си и е спрял ядрения синтез, той все още излъчва топлина от експлозията и излъчва магнитно поле, което насочва везните. Тази интензивна форма на радиация, причинена от срива на ядрото, се измерва с над трилион пъти по-силна от магнитното поле на Земята. Ако не смятате това впечатляващо, помислете за размера. Първоначално звездата можеше да е с диаметър трилион мили или повече, но сега е компресирана до размера на средния град. Това прави неутронната звезда мъничко динамо - способно да кондензира материята в себе си в повече от 1,4 пъти повече от съдържанието на Слънцето или поне 460 000 Земни.
„Неутронна звезда е точно на прага на материята, тъй като може да съществува - ако стане по-плътна, тя се превръща в черна дупка“, казва д-р Завен Арзуманиан от центъра за космически полети Goddard на НАСА в Грийнбелт, Мериленд. „Нямаме начин да създаваме интериори на неутронни звезди на Земята, така че това, което се случва с материята под такова невероятно налягане, е загадка - има много теории за това как се държи. Най-близкото до симулирането на тези условия е в ускорителите на частици, които разбиват атомите заедно с почти скоростта на светлината. Тези сблъсъци обаче не са точен заместител - те продължават само една секунда и генерират температури, които са много по-високи от тези, които са вътре в неутронните звезди. "
Ако бъде одобрена, мисията NICER ще стартира до лятото на 2016 г. и ще бъде прикрепена роботно към Международната космическа станция. През септември 2011 г. НАСА избра NICER за проучване като потенциална мисия на Explorer. Мисията ще получи 250 000 долара за провеждане на 11-месечно проучване на концепцията за изпълнение. Пет предложения за Мисия на Възможността бяха избрани от 20 предложения. След подробните проучвания НАСА планира да избере за разработка едно или повече от петте предложения за Мисия на възможностите през февруари 2013 г.
Какво ще направи NICER? Първо, масив от 56 телескопа ще събере рентгенова информация от магнитни полюси и горещи точки на неутронни звезди. Именно от тези зони нашите зомби звезди излъчват рентгенови лъчи и докато се въртят, създават пулс светлина - по този начин терминът „пулсар”. Докато неутронната звезда се свива, тя се върти по-бързо и получената интензивна гравитация може да изтегли материал от тясно орбитална звезда. Някои от тези пулсари се въртят толкова бързо, че могат да достигнат скорост от няколкостотин завъртания в секунда! Това, което учените сърбят да разберат, е как материята се държи вътре в неутронна звезда и „приковава правилното уравнение на състоянието (EOS), което най-точно описва как материята реагира на увеличаващия се натиск. Понастоящем има много предложени EOS, като всеки предполага, че материята може да бъде компресирана от различни количества вътре в неутронните звезди. Да предположим, че сте държали две топки със същия размер, но едната е направена от пяна, а другата е от дърво. Можете да изтръгнете топката с пяна до по-малък размер от дървената. По същия начин, EOS, който казва, че материята е силно компресираща, ще предскаже по-малка неутронна звезда за дадена маса от EOS, която казва, че материята е по-малко сгъстяема. “
Сега всичко, което NICER ще трябва да направи, е да ни помогне да измерим масата на пулсар. След като се определи, можем да получим правилен EOS и да отключим мистерията как материята се държи при силна гравитация. „Проблемът е, че неутронните звезди са малки и много далеч, за да позволят да се измерват размерите им директно“, казва главният изследовател на NICER д-р Кийт Гендрю от НАСА Годдард. „Въпреки това, NICER ще бъде първата мисия, която има достатъчно чувствителност и времеви разделителни способности, за да установи размера на неутронната звезда индиректно. Ключът е точно да се измери колко силно се променя яркостта на рентгеновите лъчи при завъртане на неутронната звезда. "
И какво още прави нашата зомби звезда, което е впечатляващо? Поради изключителната си гравитация в такъв малък обем, те изкривяват пространството / времето в съответствие с теорията на Айнщайн за обща относителност. Именно това космическо „изкривяване“ позволява на астрономите да разкрият присъствието на другарска звезда. Освен това той произвежда ефекти като орбитално изместване, наречено прецесия, което позволява на двойката да орбитира около една друга, причинявайки гравитационни вълни и произвеждайки измерима орбитална енергия. Една от целите на NICER е да открие тези ефекти. Самата деформация ще позволи на екипа да определи размера на неутронната звезда. Как? Представете си как бутате пръста си в еластичен материал - тогава си представете как да натиснете цялата си ръка срещу него. Колкото по-малка е неутронната звезда, толкова повече ще изкриви пространството и светлината.
Тук светлинните криви стават много важни. Когато горещите точки на неутронна звезда се приведат в съответствие с нашите наблюдения, яркостта се увеличава, когато човек се върти в изглед и затъмнява, докато се върти встрани. Това води до светлинна крива с големи вълни. Но когато пространството е изкривено, ни е позволено да разгледаме кривата и да видим втората гореща точка - което води до лека крива с по-плавни, по-малки вълни. Екипът има модели, които произвеждат „уникални светлинни криви за различните размери, предвидени от различни EOS. Избирайки кривата на светлината, която най-добре съответства на наблюдаваната, те ще получат правилния EOS и ще разрешат загадката на материята на ръба на забравата. “
И вдъхнете живот на зомби звезди ...
Оригинален източник на история: News NASA Mission News.
