Neutronitähed on klassifitseeritud kui “Undead”… tõelised zombie-tähed. Need sünnivad siis, kui massiivne täht variseb selle raskuse all ja selle väliskihid puhutakse supernoovasündmusel kaugele ja laiale, ulatudes miljard päikest. Järele on jäänud tähekeha ... mõeldamatu tihedusega tuum ... kus üks teelusikatäis kaaluks Maal umbes miljard tonni. Kuidas me sellist uudishimu uuriksime? NASA on välja pakkunud missiooni nimega Neutron Star Interior Composition Explorer (NICER), mis tuvastaks zombi ja võimaldaks meil näha neutronitähe pimedat südant.
Neutronitähe tuum on päris uskumatu. Vaatamata asjaolule, et see on suurema osa oma välispinnast ära puhunud ja tuumasünteesi peatanud, kiirgab see siiski plahvatusest soojust ja kiirgab kaaludele otsa andvat magnetvälja. See tuuma kokkuvarisemise põhjustatud intensiivne kiirgusvorm mõõdetakse Maa magnetväljaga võrreldes triljon korda tugevamaks. Kui te ei arva, et see oleks muljetavaldav, siis mõelge suurusele. Algselt võis täht olla läbimõõduga triljon miili või rohkem, kuid nüüd on see tihendatud keskmise linna suuruseks. See teeb neutronitähest pisikese dünamooni - mis suudab ainet kondenseerida endasse enam kui 1,4-kordse Päikese või vähemalt 460 000 Maa sisalduse korral.
"Neutronitäht asub kohe mateeria lävel - kui see tiheneb, muutub see mustaks auguks," ütleb dr Zaven Arzoumanian NASA Goddardi kosmoselennukeskusest Greenbeltis Marylandis. „Me ei saa kuidagi luua Maal neutrontähtede interjööre, nii et mis juhtub mateeriaga sellise uskumatu rõhu all, on mõistatus - selle käitumise kohta on palju teooriaid. Nende tingimuste simuleerimiseks lähim on osakeste kiirendites, mis purustavad aatomeid peaaegu valguse kiirusel. Need kokkupõrked ei ole siiski täpsed asendajad - need kestavad vaid sekundi jagu ning nende temperatuurid on palju kõrgemad kui neutronitähtede sees. "
Kui see kiidetakse heaks, käivitatakse NICER-missioon 2016. aasta suveks ja kinnitatakse robotlikult rahvusvahelise kosmosejaama külge. 2011. aasta septembris valis NASA võimaliku uurijamissiooniks NICERi. Missioon saab 250 000 dollarit 11-kuulise rakenduskontseptsiooni uuringu läbiviimiseks. 20 esildise hulgast valiti välja viis võimaluse missiooni ettepanekut. Pärast üksikasjalikke uuringuid kavatseb NASA 2013. aasta veebruaris välja valida ühe või mitu viiest võimaluste missiooni ettepanekust.
Mida NICER teeb? Esiteks kogub 56 teleskoobist koosnev röntgenikiirguse teavet neutronitähtede magnetiliste pooluste ja levialade andmed. Nendest piirkondadest vabastavad meie zombie tähed röntgenkiirte ja pöörledes loovad valguse impulsi - seeläbi terminit “pulsar”. Neutronitähe kokkutõmbumisel keerleb see kiiremini ja sellest tulenev intensiivne gravitatsioon võib materjali lähedalt tiirlevalt tähelt sisse tõmmata. Mõned neist pulsaatoritest pöörlevad nii kiiresti, et suudavad saavutada kiiruse mitusada pööret sekundis! See, mida teadlased sügelevad, on see, kuidas mateeria käitub neutronitähe sees ja „surub alla õige võrrandi (EOS), mis kõige täpsemini kirjeldab, kuidas mateeria reageerib suurenevale rõhule. Praegu on palju soovitatud EOS-e, millest igaüks soovitab, et ainet saab neutronitähtede sees erineva kogusega kokku suruda. Oletame, et hoidsite käes kahte ühesuurust palli, kuid üks oli valmistatud vahust ja teine puust. Võiksite vahtpallikese väiksemaks pigistada kui puust. Samamoodi ennustab EOS, mis ütleb, et mateeria on hästi kokkusurutav, etteantud massi korral väiksemat neutronitähte kui EOS, mis väidab, et mateeria on vähem kokkusurutatav. "
Nüüd peab kõik NICER aitama meil mõõta pulsari massi. Kui see on kindlaks tehtud, võime saada korrektse EOS-i ja avada mõistatus, kuidas mateeria intensiivse raskuse korral käitub. "Probleem on selles, et neutronitähed on väikesed ja asuvad liiga kaugel, et nende suurust saaks otse mõõta," ütleb NICERi uurija dr Keith Gendreau NASA Goddardist. "NICER on siiski esimene missioon, millel on piisavalt tundlikkust ja ajalist eraldusvõimet, et neutronitähe suurus kaudselt välja mõelda. Peamine on täpselt mõõta, kui palju muutub röntgenikiirte heledus, kui neutrontäht pöörleb. ”
Mida veel teeb meie zombie staar muljetavaldavaks? Äärmiselt raskusjõu tõttu nii väikeses mahus moonutavad nad ruumi / aega vastavalt Einsteini üldrelatiivsusteooriale. Just see ruumi “lõime” võimaldab astronoomidel paljastada kaastähe olemasolu. See tekitab ka selliseid efekte nagu orbitaalnihe, mida nimetatakse pretsessiooniks, võimaldades paaril tiirlema üksteise ümber, põhjustades gravitatsioonilaineid ja tootes mõõdetavat orbitaalienergiat. NICERi üks eesmärke on nende mõjude tuvastamine. Lõime ise võimaldab meeskonnal määrata neutronitähe suuruse. Kuidas? Kujutage ette, et surute oma sõrme venivasse materjali - siis kujutage ette, et surute kogu oma käe selle vastu. Mida väiksem on neutronitäht, seda rohkem väänab ta ruumi ja valgust.
Siin muutuvad kerged kõverad väga oluliseks. Kui neutronitähe levialad on meie vaatlustega joondatud, suureneb heledus, kui üks vaatesse pöördub, ja hämardub, kui see eemale pöördub. Selle tulemuseks on suurte lainetega kerge kõver. Kuid kui ruum on moonutatud, lubatakse meil vaadata kõverat ümber ja näha teist leviala - tulemuseks on kerge kõver, kus on siledamad ja väiksemad lained. Meeskonnas on mudeleid, mis tekitavad unikaalseid valguskõveraid erinevates suurustes, mida erinevad EOS-id ennustavad. Valides vaadeldavale kõige paremini vastava valguskõvera, saavad nad õige EOS-i ja lahendavad unustuse servas oleva mateeria mõistatuse. ”
Ja hingake sisse zombie-tähtedele ...
Algne lugu Allikas: NASA Mission News.
