Neutrónové hviezdy boli klasifikované ako „nemŕtve“ ... skutočné zombie hviezdy. Narodia sa, keď sa pod jej gravitáciou zrúti masívna hviezda a jej vonkajšie vrstvy sa v prípade supernovy vyfúkajú ďaleko a široko, presahujú miliardu slnka. Zostáva hviezdna mŕtvola ... jadro nepredstaviteľnej hustoty ... kde jedna lyžička na Zemi váži asi miliardu ton. Ako by sme študovali takú zvedavosť? NASA navrhla misiu s názvom Neutronová hviezdová interiérová skladačka (NICER), ktorá by odhalila zombie a umožnila nám vidieť sa do temného srdca neutrónovej hviezdy.
Jadro neutrónovej hviezdy je celkom neuveriteľné. Napriek tomu, že odfúkla väčšinu svojho vonkajšieho povrchu a zastavila jadrovú fúziu, stále vyžaruje teplo z explózie a vyžaruje magnetické pole, ktoré nakláňa váhy. Táto intenzívna forma žiarenia spôsobeného kolapsom jadra sa meria viac ako triliónkrát silnejšie ako magnetické pole Zeme. Ak si nemyslíte, že pôsobivý, potom myslieť na veľkosť. Hviezda mohla mať pôvodne priemer biliónov kilometrov alebo viac, ale teraz je komprimovaná na veľkosť priemerného mesta. To robí z neutrónovej hviezdy malú dynamiku - schopnú kondenzovať látku do seba na viac ako 1,4-násobku obsahu Slnka alebo najmenej 460 000 Zem.
„Neutrónová hviezda je hneď na hranici hmoty, ako môže existovať - ak dôjde k akejkoľvek hustejšej, stane sa čiernou dierou,“ hovorí Dr. Zaven Arzoumanian z Goddard Space Flight Center v Greenbelte v Marylande. "Nemáme spôsob, ako vytvoriť neutrónové hviezdové interiéry na Zemi, takže to, čo sa stane pod takým neuveriteľným tlakom, je záhadou - existuje veľa teórií o tom, ako sa správa." Najbližšie simulujeme tieto podmienky v urýchľovačoch častíc, ktoré rozbíjajú atómy takmer rýchlosťou svetla. Tieto kolízie však nie sú presnou náhradou - trvajú iba zlomok sekundy a generujú teploty, ktoré sú omnoho vyššie ako v neutrónových hviezdach. ““
Ak bude misia NICER schválená, začne sa v lete 2016 a roboticky sa pripojí k Medzinárodnej vesmírnej stanici. V septembri 2011 NASA vybrala NICER na štúdium ako potenciálnu prieskumnú misiu príležitosti. Misia dostane 250 000 dolárov na vykonanie 11-mesačnej štúdie implementácie koncepcie. Z 20 podaní sa vybralo päť návrhov týkajúcich sa misie príležitosti. Po podrobných štúdiách NASA plánuje vo februári 2013 vybrať na rozvoj jeden alebo viac z piatich návrhov misie príležitostí.
Čo bude robiť spoločnosť NICER? Po prvé, rad 56 teleskopov bude zhromažďovať röntgenové informácie z magnetických pólov a aktívnych bodov neutrónových hviezd. Práve z týchto oblastí naše zombie hviezdy uvoľňujú röntgenové lúče a keď rotujú, vytvárajú pulz svetla - teda výraz „pulsar“. Keď sa neutrónová hviezda zmenšuje, otáča sa rýchlejšie a výsledná intenzívna gravitácia môže vytiahnuť materiál z tesne obiehajúcej hviezdy. Niektoré z týchto pulzarov sa točia tak rýchlo, že môžu dosiahnuť rýchlosti niekoľko stoviek rotácií za sekundu! Vedci sa snažia pochopiť, ako sa hmota chová vo vnútri neutrónovej hviezdy a „určuje správnu rovnicu štátu (EOS), ktorá najpresnejšie popisuje, ako hmota reaguje na zvyšujúci sa tlak. V súčasnosti existuje veľa navrhovaných EOS, z ktorých každý navrhuje, že hmota môže byť komprimovaná rôznymi množstvami vnútri neutrónových hviezd. Predpokladajme, že ste držali dve gule rovnakej veľkosti, ale jedna bola vyrobená z peny a druhá z dreva. Penu loptu môžete vytlačiť na menšiu veľkosť ako drevená. Rovnako EOS, ktorý hovorí, že hmota je vysoko stlačiteľná, predpovedá menšiu neutrónovú hviezdu pre danú hmotu ako EOS, ktorý hovorí, že hmota je menej stlačiteľná. “
Teraz bude musieť všetko, čo NICER urobiť, je pomôcť nám zmerať hmotnosť pulzaru. Len čo sa zistí, môžeme získať správny EOS a odomknúť záhadu, ako sa hmota správa pri intenzívnej gravitácii. „Problém je v tom, že neutrónové hviezdy sú malé a sú príliš ďaleko na to, aby sa dali priamo merať ich veľkosti,“ hovorí hlavný výskumný pracovník spoločnosti NICER Dr. Keith Gendreau z Goddardu NASA. „NICER však bude prvou misiou, ktorá má dostatočnú citlivosť a časové rozlíšenie, aby mohla nepriamo zistiť veľkosť neutrónovej hviezdy. Kľúčom je presne zmerať, do akej miery sa mení jas röntgenových lúčov pri rotácii neutrónovej hviezdy. “
Čo teda robí naša zombie hviezda pôsobivým spôsobom? Kvôli svojej extrémnej gravitácii v takom malom množstve deformujú priestor / čas podľa Einsteinovej teórie všeobecnej relativity. Je to vesmírna „osnova“, ktorá umožňuje astronómom odhaliť prítomnosť sprievodnej hviezdy. Vytvára tiež účinky, ako je orbitálny posun nazývaný precesia, ktorý umožňuje dvojici obiehať okolo seba, čo spôsobuje gravitačné vlny a vytvára merateľnú orbitálnu energiu. Jedným z cieľov spoločnosti NICER je zistiť tieto účinky. Samotná osnova umožní tímu určiť veľkosť neutrónovej hviezdy. Ako? Predstavte si, že zatlačíte prst do pružného materiálu - potom si predstavte, že naň zatlačíte celú ruku. Čím je neutrónová hviezda menšia, tým viac deformuje priestor a svetlo.
Tu sú veľmi dôležité svetelné krivky. Keď sú hotspoty neutrónovej hviezdy zarovnané s našimi pozorovaniami, jas sa zvyšuje, keď sa jeden otáča do pohľadu a stmieva sa, keď sa otáča ďalej. Výsledkom je svetelná krivka s veľkými vlnami. Keď je však priestor skreslený, môžeme sa pozrieť okolo oblúka a vidieť druhý hotspot - čo vedie k svetelnej krivke s plynulejšími menšími vlnami. Tím má modely, ktoré vytvárajú „jedinečné svetelné krivky pre rôzne veľkosti predpovedané rôznymi EOS. Výberom svetelnej krivky, ktorá najlepšie zodpovedá pozorovanej, dostanú správny EOS a vyriešia hádanku hmoty na okraji zabudnutia. “
A vdýchnite život zombie hviezdam…
Pôvodný zdroj článku: NASA Mission News.
