Neutronitähdet on luokiteltu "Undead" ... todellisia zombie tähtiä. Ne syntyvät, kun massiivinen tähti romahtaa sen painovoiman alla ja sen ulkokerrokset puhalletaan kauas ja leveäksi, ylittäen miljardi aurinkoa, supernoovatapahtumassa. Jäljellä on tähtirunko ... käsittämättömän tiheyden ydin ... jossa yksi teelusikallinen painaa noin miljardia tonnia maan päällä. Kuinka tutkisimme sellaista uteliaisuutta? NASA on ehdottanut operaatiota nimeltään Neutron Star Interior Composition Explorer (NICER), joka havaitsisi zommin ja antaisi meille mahdollisuuden nähdä neutronitähden pimeään sydämeen.
Neutronitähden ydin on melko uskomaton. Huolimatta siitä, että se on räjäyttänyt suurimman osan ulkopuoleltaan ja lopettanut ydinfuusion, se säteilee silti lämpöä räjähdyksestä ja säteilee magneettikenttää, joka tiputtaa vaa'at. Tämä ytimen romahtamisen aiheuttama voimakas säteilymuoto mittaa yli biljoona kertaa voimakkaammin kuin Maan magneettikenttä. Jos et usko niin vaikuttavaa, ajattele kokoa. Alun perin tähti saattoi olla halkaisijaltaan triljoona mailia tai enemmän, mutta nyt se on puristettu keskimääräisen kaupungin kokoon. Se tekee neutronitähdistä pienen dünamonin, joka kykenee tiivistämään aineen itsensä yli 1,4-kertaiseksi auringon pitoisuuteen tai vähintään 460 000 maan päähän.
"Neutronitähti on aivan aineen kynnyksellä, koska se voi olla olemassa - jos se tihenee, siitä tulee musta aukko", sanoo tohtori Zaven Arzoumanian NASA: n Goddardin avaruuslentokeskuksesta Greenbeltissä, Marylandissa. ”Meillä ei ole mitään keinoa luoda neutronitähtien sisustuksia maan päälle, joten mikä tapahtuu aineelle niin uskomattoman paineen alla, on mysteeri - sen käyttäytymisestä on monia teorioita. Lähimmin näiden olosuhteiden simulointiin on hiukkaskiihdyttimissä, jotka puristavat atomit yhdessä melkein valon nopeudella. Nämä törmäykset eivät kuitenkaan ole tarkka korvike - ne kestävät vain sekunnin jakson ja ne tuottavat lämpötiloja, jotka ovat paljon korkeampia kuin neutronitähteiden sisäpuolella. "
Jos NICER-operaatio hyväksytään, se käynnistetään kesäksi 2016 mennessä ja kiinnitetään robottisesti kansainväliseen avaruusasemaan. Syyskuussa 2011 NASA valitsi NICERin tutkittavaksi mahdollisena tutkijamahdollisuutena. Operaatio saa 250 000 dollaria suorittamaan 11 kuukauden toteutuskonseptitutkimuksen. 20 ehdotuksesta valittiin viisi tilaisuutta Mission of Opportunity -ehdotukselle. Yksityiskohtaisten tutkimusten jälkeen NASA aikoo valita kehittämistä varten yhden tai useamman viidestä Mahdollisuuslähetys-ehdotuksesta helmikuussa 2013.
Mitä NICER tekee? Ensinnäkin, 56 kaukoputken joukko kerää röntgensäteitä neutronitähtien magneettinavoilta ja kuormituspisteiltä. Juuri näiltä alueilta zombie-tähdet vapauttavat röntgenkuvat, ja kun ne pyörivät, ne luovat valopulssin - siten ilmaisun ”pulsar”. Kun neutronitähti kutistuu, se pyörii nopeammin ja tuloksena oleva voimakas painovoima voi vetää materiaalin lähelle kiertävää tähteä. Jotkut näistä pulsareista pyörittävät niin nopeasti, että ne saavuttavat useiden satojen kierrostenopeuden sekunnissa! Se, mitä tutkijat kutkaisevat ymmärtääkseen, on kuinka aine käyttäytyy neutronitähden sisällä ja “hyppää alas oikean yhtälön (EOS), joka kuvaa tarkemmin, kuinka aine reagoi kasvavaan paineeseen. Tällä hetkellä on monia ehdotettuja EOS: iä, joista kukin ehdottaa, että ainetta voidaan puristaa eri määrillä neutronitähtien sisällä. Oletetaan, että sinulla oli kaksi samankokoista palloa, mutta toinen oli tehty vaahdosta ja toinen puusta. Voisit puristaa vaahtomallin pienemmäksi kuin puinen. Samalla tavalla EOS, jonka mukaan aine on erittäin kokoonpuristuva, ennustaa pienemmän neutronitähden tietylle massalle kuin EOS, joka sanoo, että aine on vähemmän kokoonpuristuva. "
NICER: n on nyt tehtävä auttamaan meitä mittaamaan pulsarin massa. Kun se on määritetty, voimme saada oikean EOS: n ja vapauttaa mysteerin siitä, kuinka aine käyttäytyy voimakkaan painovoiman alla. "Ongelmana on, että neutronitähdet ovat pieniä ja liian kaukana, jotta niiden koko voidaan mitata suoraan", sanoo NICER-tutkimuksen päätutkija tri Keith Gendreau NASA Goddardista. ”NICER on kuitenkin ensimmäinen tehtävä, jolla on tarpeeksi herkkyyttä ja aikaresoluutiota neutronitähden epäsuoran selvittämiseksi. Tärkeintä on mitata tarkasti, kuinka paljon röntgensäteiden kirkkaus muuttuu neutronitähden pyöriessä. "
Joten mitä muuta zombie-tähti tekee siitä vaikuttavan? Äärimmäisen painovoimansa vuoksi niin pienessä tilavuudessa ne vääristävät tilaa / aikaa Einsteinin yleisen suhteellisuusteorian teorian mukaisesti. Juuri tämä avaruus “loimi” antaa tähtitieteilijöille mahdollisuuden paljastaa seuratähti. Se tuottaa myös vaikutuksia, kuten kiertoradan muutos, jota kutsutaan precessioon, antaen parin kiertää toistensa ympäri aiheuttaen painovoima-aaltoja ja tuottaen mitattavissa olevan kiertoradan energian. Yksi NICERin tavoitteista on havaita nämä vaikutukset. Itse loimi antaa joukkueelle mahdollisuuden määrittää neutronitähden koon. Miten? Kuvittele työntävän sormesi joustavaan materiaaliin - kuvittele sitten työntävän koko kättäsi sitä vasten. Mitä pienempi neutronitähti, sitä enemmän se vääristää tilaa ja valoa.
Tässä valokäyristä tulee erittäin tärkeitä. Kun neutronitähden kuormittajat ovat kohdistettu havaintoihimme, kirkkaus kasvaa, kun yksi kääntyy näkymään ja himmenee, kun se kääntyy poispäin. Tämä johtaa kevyeen käyrään, jolla on suuret aallot. Mutta kun tila on vääristynyt, meillä on mahdollisuus katsella käyrää ympäri ja nähdä toinen hotspot - tuloksena on vaalea käyrä, jolla on tasaisemmat, pienemmät aallot. Tiimillä on malleja, jotka tuottavat ”ainutlaatuisia valokäyriä erikokoisiksi, joita eri EOS ennustaa. Valitsemalla havaittua parhaiten vastaavan valokäyrän, he saavat oikean EOS: n ja ratkaisevat unohtamisen reunalla olevan aineen arvoituksen. ”
Ja hengitä elämää zombie-tähtiille ...
Alkuperäinen tarinan lähde: NASA Mission News.
