A neutroncsillagokat „élőhalottnak” osztályozták… valódi zombi csillagokként. Születnek, amikor egy hatalmas csillag a gravitációja alatt összeomlik, és a külső rétegeit messzire és szélesre fújják, egy milliárd nap fölé ejtve, egy szupernóva eseményen. Létezik egy csillagtest, amely elképzelhetetlen sűrűségű mag, ahol egy teáskanál súlya körülbelül egymilliárd tonna lenne a Földön. Hogyan tanulmányoznánk egy ilyen kíváncsiságot? A NASA egy Neutron Star Belső összetétel-felfedező (NICER) nevű missziót javasolt, amely felismeri a zombiot, és lehetővé teszi számunkra, hogy egy neutroncsillag sötét szívébe bejuthassunk.
A neutroncsillagok meglehetősen hihetetlenek. Annak ellenére, hogy a külső részének nagy részét elfújt és megállította a magfúziót, továbbra is hőt bocsát ki a robbanásból, és egy olyan mágneses teret bocsát ki, amely a mérlegekhez dönti. A sugárzásnak ez a intenzív formája, amelyet a mag összeomlása okoz, a Föld mágneses mezőjénél több mint trilliószor erősebb. Ha nem gondolja, hogy ilyen lenyűgöző, akkor gondoljon a méretére. Eredetileg a csillag átmérője több mint billió mérföld lehetett, de most összenyomódott egy átlagos város méretéhez. Ez egy neutroncsillagot apró dinamómá tesz - amely képes az anyagot kondenzálni önmagába a Nap, vagy legalább 460 000 Föld tartalmának több mint 1,4-szerese mellett.
„A neutroncsillag az anyag küszöbén van, mivel létezhet - ha sűrűbbé válik, akkor fekete lyukvá válik” - mondja Dr. Zaven Arzoumanian a NASA Goddard űrrepülési központjáról Greenbeltben, Maryland. „Nincs mód a neutroncsillagok létrehozására a Földön, tehát rejtély rejlik, hogy mi történik az anyaggal ilyen hihetetlen nyomás alatt - sok elmélet szól arról, hogyan viselkedik. Ezeket a feltételeket leginkább a részecskegyorsítókhoz hasonlíthatjuk, amelyek az atomokat szinte a fénysebességgel összetörik. Ezek az ütközések azonban nem helyettesítik pontosan - csak egy másodpercre osztódnak, és sokkal magasabb hőmérsékletet generálnak, mint ami a neutroncsillagok belsejében található. "
Ha jóváhagyják, a NICER küldetését 2016 nyaráig indítják el és robotikusan csatolják a Nemzetközi Űrállomáshoz. 2011 szeptemberében a NASA kiválasztotta a NICER-t tanulmányozás céljából potenciális felfedező küldetésként. A misszió 250 000 dollárt kap egy 11 hónapos megvalósítási koncepció tanulmány elvégzéséhez. A beérkezett öt pályázatból öt pályázatot választottak ki. A részletes tanulmányokat követően a NASA azt tervezi, hogy 2013. februárjában kiválasztja az öt Misszió lehetősége közül egyet vagy többet fejlesztésre.
Mit fog tenni a NICER? Először egy 56 távcsőből álló csoport gyűjt röntgeninformációkat egy neutroncsillagok mágneses pólusaiból és hotspotjaiból. Éppen ezeken a területeken zombi csillagok engedik fel a röntgen sugarat, és miközben elforognak, fényimpulzust hoznak létre - ezáltal a „pulsar” kifejezés. Ahogy a neutroncsillag csökken, gyorsabban forog, és az így kapott intenzív gravitáció anyagot húzhat be egy szorosan keringő csillagból. Néhány ilyen pulzátor olyan gyorsan forog, hogy másodpercenként több száz fordulatszámot tud elérni! A tudósok viszketnek ahhoz, hogy megértsék, hogy az anyag hogyan viselkedik egy neutroncsillag belsejében, és hogy „lerajzolja a helyes egyenletet (EOS), amely a legpontosabban leírja, hogyan reagál az anyag a növekvő nyomásra. Jelenleg sok javasolt EOS van, amelyek mindegyike azt sugallja, hogy az anyagot különböző mennyiségekkel lehet összenyomni a neutroncsillagok belsejében. Tegyük fel, hogy két azonos méretű gömböt tartottál, de az egyik habból készült, a másik fából készült. A habgömböt kisebb méretre is kinyomhatja, mint a fa. Hasonlóképpen, egy olyan EOS, amely szerint az anyag nagyon összenyomható, egy kisebb tömegű neutroncsillagot fog előre jelezni egy adott tömeghez, mint egy olyan EOS, amely szerint az anyag kevésbé összenyomható. "
Most a NICER-nek csak annyit kell tennie, hogy segítsen nekünk a pulsar tömegének mérésében. Miután meghatározták, megkaphatjuk a helyes EOS-t, és feloldhatjuk annak rejtélyét, hogy az anyag hogyan viselkedik intenzív gravitáció alatt. "A probléma az, hogy a neutroncsillagok kicsik és túl messze vannak, hogy méretüket közvetlenül meg lehessen mérni." - mondja Dr. Keith Gendreau, a NICER vezető kutatója a NASA Goddard-tól. „A NICER azonban az első olyan küldetés, amely elég érzékeny és időigényes ahhoz, hogy közvetett módon kiderítse a neutroncsillag méretét. A lényeg az, hogy pontosan megmérjük, hogy a röntgen fényereje mennyiben változik, amikor a neutroncsillag forog. ”
Szóval mit csinál még lenyűgöző a zombi csillagunk? Mivel rendkívüli gravitációjuk van ilyen kis térfogatban, Einstein általános relativitáselméletének megfelelően torzítják a teret / az időt. A csillagászoknak ez a „láncfonala” teszi lehetővé a csillag jelenlétének felfedését. Emellett olyan hatásokat is generál, mint egy precessziónak nevezett orbitális eltolás, lehetővé téve a pár körüli pályára kerülését, hogy gravitációs hullámokat idézhessen elő, és mérhető energiát állítson elő. A NICER egyik célja ezeknek a hatásoknak a felismerése. Maga a lánc lehetővé teszi a csapat számára a neutroncsillag méretének meghatározását. Hogyan? Képzelje el, hogy nyomja az ujját egy elasztikus anyagba - majd képzelje el, hogy az egész kezét nyomja rá. Minél kisebb a neutroncsillag, annál inkább elveszíti a teret és a fényt.
Itt a fénygörbék nagyon fontosak. Ha a neutroncsillagok pontozási pontjai igazodnak a megfigyeléseinkhez, akkor a fényerő növekszik, amikor az egyik a nézet felé fordul, és elhalványul, amikor eltelik. Ez nagy hullámokkal járó görbét eredményez. De ha a hely torzul, akkor megengedjük, hogy megtekintsük a görbét és megtekintsük a második hotspotot - ez eredményez egy könnyű görbét, simább, kisebb hullámokkal. A csapat olyan modellekkel rendelkezik, amelyek „egyedi fénygörbéket hoznak létre a különböző méretekben, amelyeket a különböző EOS-k előre jeleznek. A megfigyelthez legjobban illeszkedő fénygörbe kiválasztásával megkapják a helyes EOS értéket és megoldják az anyag rejtvényét az elfelejtés szélén. ”
És lélegezz be életet a zombi csillagokba ...
Eredeti történet Forrás: NASA Mission News.
