Neitronu zvaigznes ir klasificētas kā “undead” ... īstas zombiju zvaigznes. Viņi piedzimst, kad masīva zvaigzne sabrūk zem tā smaguma spēka, un tās ārējie slāņi tiek izpūsti tālu un plaši, aizēnojot miljardu saules, supernovas notikumā. Atlikušais ir zvaigžņu līķis ... neaptverama blīvuma kodols ... kur viena tējkarote uz Zemes sver apmēram miljardu tonnu. Kā mēs izpētītu šādu zinātkāri? NASA ir ierosinājusi misiju ar nosaukumu Neitronu zvaigžņu interjera kompozīcijas pētnieks (NICER), kas atklātu zombiju un ļautu mums iejusties neitronu zvaigznes tumšajā sirdī.
Neitronu zvaigznes kodols ir diezgan neticams. Neskatoties uz to, ka tas ir izpūtis lielāko daļu ārpuses un pārtraucis kodolsintēzi, tas joprojām izstaro siltumu no eksplozijas un izstaro magnētisko lauku, kas padod zvīņas. Šī intensīvā starojuma forma, ko izraisa kodola sabrukšana, iziet vairāk nekā triljonu reižu spēcīgāka nekā Zemes magnētiskais lauks. Ja nedomājat, ka tas ir tik iespaidīgi, tad padomājiet par izmēru. Sākotnēji zvaigznei varēja būt triljonu jūdžu vai lielāks diametrs, taču tagad tā ir saspiesta līdz vidējās pilsētas lielumam. Tas padara neitronu zvaigzni par nelielu dinamo, kas spēj kondensēties matērijā, vairāk nekā 1,4 reizes pārsniedzot Saules saturu vai vismaz 460 000 Zemes.
“Neitronu zvaigzne atrodas tieši pie matērijas sliekšņa, jo tā var pastāvēt - ja tā kļūst blīvāka, tā kļūst par melno caurumu,” saka Dr Zaven Arzoumanian no NASA Goddard kosmosa lidojumu centra Greenbelt, Maryland. “Mums nav iespējas izveidot neitronu zvaigžņu interjerus uz Zemes, tāpēc tas, kas notiek ar matēriju tik neticami spiediena ietekmē, ir noslēpums - ir daudz teoriju par to, kā tā uzvedas. Vistuvāk mēs šos apstākļus simulējam daļiņu paātrinātājos, kas kopā ar atomiem sagrauj gandrīz gaismas ātrumu. Tomēr šīs sadursmes nav precīzs aizstājējs - tās ilgst tikai sekundes daļu un rada temperatūru, kas ir daudz augstāka nekā tā, kas atrodas neitronu zvaigznēs. ”
Ja NICER misija tiks apstiprināta, tā tiks uzsākta līdz 2016. gada vasarai un robotiski pievienota Starptautiskajai kosmosa stacijai. 2011. gada septembrī NASA izvēlējās NICER studijām kā potenciālo pētnieku iespēju misiju. Misija saņems USD 250 000, lai veiktu 11 mēnešu ieviešanas koncepcijas pētījumu. No 20 iesniegumiem tika atlasīti pieci Iespēju Misijas priekšlikumi. Pēc detalizētiem pētījumiem NASA 2013. gada februārī plāno atlasīt vienu vai vairākus no pieciem Iespēju misijas priekšlikumiem.
Ko darīs NICER? Pirmkārt, 56 teleskopu klāsts apkopos rentgenstaru informāciju no neitronu zvaigznes magnētiskajiem poliem un karstajiem punktiem. Tieši no šīm vietām mūsu zombiju zvaigznes izdala rentgena starus, un, rotējot, tiek radīts gaismas impulss - tādējādi termins “pulsars”. Neitronu zvaigznei sarūkot, tā griežas ātrāk un radītais intensīvais gravitācija var ievilkt materiālu no cieši riņķojošas zvaigznes. Daži no šiem pulsatoriem griežas tik ātri, ka var sasniegt vairāku simtu griešanās ātrumu sekundē! Tas, ko zinātnieki niez, lai saprastu, ir tas, kā matērija uzvedas neitronu zvaigznes iekšpusē un “novieto pareizo stāvokļa vienādojumu (EOS), kas visprecīzāk apraksta, kā matērija reaģē uz pieaugošo spiedienu. Pašlaik ir daudz ieteikto EOS, katrs no kuriem ierosina, ka matēriju var saspiest ar dažādiem daudzumiem neitronu zvaigznēs. Pieņemsim, ka jūs turējāt divas tāda paša izmēra bumbiņas, bet viena bija izgatavota no putām, bet otra - no koka. Jūs varētu izspiest putu bumbiņu līdz mazākam izmēram nekā koka. Tādā pašā veidā EOS, kas apgalvo, ka matērija ir ļoti saspiežama, noteiktai masai prognozēs mazāku neitronu zvaigzni nekā EOS, kas saka, ka matērija ir mazāk saspiežama. ”
Tagad NICER būs tikai jāpalīdz mums izmērīt pulsara masu. Kad tas ir noteikts, mēs varam iegūt pareizu EOS un atbloķēt noslēpumu par to, kā matērija uzvedas intensīvas gravitācijas ietekmē. "Problēma ir tā, ka neitronu zvaigznes ir mazas un pārāk tālu, lai varētu tieši izmērīt to izmērus," saka NICER galvenais izmeklētājs Dr Keith Gendreau no NASA Goddard. “Tomēr NICER būs pirmā misija, kurai ir pietiekami jutīga un laika izšķirtspēja, lai netieši izdomātu neitronu zvaigznes lielumu. Galvenais ir precīzi izmērīt, cik mainās rentgenstaru spilgtums, neitronu zvaigznei rotējot. ”
Ko vēl iespaidīgu dara mūsu zombiju zvaigzne? Sakarā ar to ārkārtējo smagumu tik mazā tilpumā, tie izkropļo vietu / laiku saskaņā ar Einšteina vispārējās relativitātes teoriju. Tieši šī “šķēru” telpa ļauj astronomiem atklāt zvaigznes zvaigzni. Tas rada arī tādus efektus kā orbītas nobīde, ko sauc par precesiju, ļaujot pārim riņķot ap otru, izraisot gravitācijas viļņus un radot izmērāmu orbītas enerģiju. Viens no NICER mērķiem ir atklāt šos efektus. Pats velks ļauj komandai noteikt neitronu zvaigznes lielumu. Kā? Iedomājieties, kā iespiedīsit pirkstu elastīgā materiālā - tad iedomājieties, ka piespiedīsit tam visu roku. Jo mazāka neitronu zvaigzne, jo vairāk tā deformēs vietu un gaismu.
Šeit gaismas līknes kļūst ļoti svarīgas. Kad neitronu zvaigznes karstais punkts ir saskaņots ar mūsu novērojumiem, spilgtums palielinās, kad viens pagriežas skatā, un kļūst mazāks, kad tas rotē. Tā rezultātā tiek iegūta viegla līkne ar lieliem viļņiem. Bet, ja telpa ir izkropļota, mums ir atļauts apskatīt apkārt līknei un redzēt otro karsto punktu - rezultātā tiek iegūta viegla līkne ar vienmērīgākiem, mazākiem viļņiem. Komandai ir modeļi, kas rada “unikālas gaismas līknes dažādiem izmēriem, ko paredz dažādi EOS. Izvēloties gaismas līkni, kas vislabāk atbilst novērotajai, viņi iegūs pareizo EOS un atrisinās matērijas matērijas aizmirstības malā. ”
Un elpojiet zombiju zvaigznēm dzīvi ...
Oriģināls stāsta avots: NASA Mission News.
