Stelele neutronice au fost clasificate drept „strigoi”… adevărate stele zombie. Ele se nasc atunci când o stea masivă se prăbușește sub gravitația sa, iar straturile sale exterioare sunt aruncate departe și larg, în afara unui miliard de sori, într-un eveniment de supernova. Ceea ce a mai rămas este un cadavru stelar ... un nucleu cu o densitate de neconceput ... unde o linguriță ar cântări aproximativ un miliard de tone pe Pământ. Cum am studia o asemenea curiozitate? NASA a propus o misiune numită Exploratorul Internațional al Compoziției Neutronului (NICER) care ar detecta zombie și ne va permite să vedem în inima întunecată a unei stele cu neutroni.
Nucleul unei stele cu neutroni este destul de incredibil. În ciuda faptului că a aruncat cea mai mare parte a exteriorului și a oprit fuziunea nucleară, acesta încă radiază căldura din explozie și emană un câmp magnetic care sfătuiește cântarul. Această formă intensă de radiație cauzată de prăbușirea miezului se măsoară de peste un trilion de ori mai puternic decât câmpul magnetic al Pământului. Dacă nu credeți că este impresionant, atunci gândiți-vă la dimensiune. Inițial, steaua ar fi putut avea un miliard de mile sau mai mult în diametru, dar acum este comprimată la dimensiunea unui oraș mediu. Aceasta face ca o stea neutronă să fie o minusculă dinamă - capabilă să condenseze materia în sine de mai mult de 1,4 ori conținutul Soarelui sau cel puțin 460 000 de Pământuri.
„O stea cu neutroni este chiar în pragul materiei, deoarece poate exista - dacă devine mai densă, devine o gaură neagră”, spune dr. Zaven Arzoumanian de la Centrul de zbor spațial Goddard al NASA din Greenbelt, Maryland. „Nu avem cum să creăm interioare de stele cu neutroni pe Pământ, așa că ceea ce se întâmplă să conteze sub o presiune atât de incredibilă este un mister - există multe teorii despre cum se comportă. Cel mai aproape ajungem să simulăm aceste condiții este în acceleratoarele de particule care rup atomi la aproape viteza luminii. Cu toate acestea, aceste coliziuni nu sunt un înlocuitor exact - durează doar o secundă și generează temperaturi mult mai mari decât cele din stelele neutronice. "
Dacă este aprobat, misiunea NICER va fi lansată până în vara anului 2016 și atașată robotizat la Stația Spațială Internațională. În septembrie 2011, NASA a selectat NICER pentru studiu ca potențial Explorer Mission of Opportunity. Misiunea va primi 250.000 de dolari pentru a realiza un studiu de concept de implementare de 11 luni. Cinci propuneri ale misiunii de oportunitate au fost selectate din 20 de propuneri. În urma studiilor detaliate, NASA intenționează să selecteze pentru dezvoltare una sau mai multe din cele cinci propuneri Misiunea Oportunității în februarie 2013.
Ce va face NICER? În primul rând, o serie de 56 de telescoape vor aduna informații de raze X de la poli magnetici și hotspoturi cu stele neutronice. Din aceste zone stelele noastre zombie eliberează raze X, iar pe măsură ce se rotește creează un impuls de lumină - prin aceasta termenul „pulsar”. Pe măsură ce steaua de neutroni se micșorează, se învârte mai repede, iar gravitația intensă rezultantă poate trage material dintr-o stea care orbitează îndeaproape. Unele dintre aceste pulsars se rotesc atât de repede încât pot atinge viteze de câteva sute de rotații pe secundă! Ceea ce oamenii de mâncare înțeleg pentru a înțelege este modul în care materia se comportă în interiorul unei stele cu neutroni și „fixează ecuația de stat corectă” (EOS), care descrie cel mai precis modul în care materia răspunde la presiunea crescândă. În prezent, există numeroase EOS-uri sugerate, fiecare propunând că materia poate fi comprimată cu cantități diferite în interiorul stelelor de neutroni. Să presupunem că ai ținut două bile de aceeași dimensiune, dar una era din spumă, iar cealaltă era din lemn. Puteți strânge bila de spumă până la o dimensiune mai mică decât cea din lemn. În același mod, un EOS care spune că materia este extrem de compresibilă va prezice o stea de neutroni mai mică pentru o masă dată decât un EOS care spune că materia este mai puțin comprimabilă. "
Acum tot ce va trebui să facă NICER este să ne ajute să măsurăm masa unui pulsar. Odată ce este determinat, putem obține un EOS corect și deblocăm misterul cum se comportă materia sub o gravitate intensă. „Problema este că stelele cu neutroni sunt mici și mult prea departe pentru a permite măsurarea directă a mărimilor lor”, spune investigatorul principal al NICER, Dr. Keith Gendreau, de la NASA Goddard. „Cu toate acestea, NICER va fi prima misiune care are suficientă sensibilitate și rezoluție de timp pentru a descoperi în mod indirect dimensiunea unei stele neutronice. Cheia este să măsurați cu exactitate cât de mult se schimbă luminozitatea razelor X pe măsură ce steaua neutronului se rotește. "
Deci, ce altceva face vedeta noastră zombie care este impresionantă? Din cauza gravitației lor în volum atât de redus, ele denaturează spațiul / timpul în conformitate cu teoria lui Einstein despre Relativitatea generală. Acest spațiu „urzeală” este cel care permite astronomilor să dezvăluie prezența unei stele însoțitoare. De asemenea, produce efecte precum o deplasare orbitală numită precesie, permițând perechii să orbiteze unul în jurul celuilalt cauzând unde gravitaționale și producând energie orbitală măsurabilă. Unul dintre obiectivele NICER este detectarea acestor efecte. Urzeala va permite echipei să determine dimensiunea stelei de neutroni. Cum? Imaginați-vă că împingeți degetul într-un material întins - apoi imaginați-vă să vă împingeți întreaga mână împotriva lui. Cu cât steaua de neutroni este mai mică, cu atât va distruge spațiul și lumina.
Aici curbele ușoare devin foarte importante. Când hotspoturile unei stele cu neutroni sunt aliniate observațiilor noastre, luminozitatea crește pe măsură ce unul se rotește în vedere și se întunecă pe măsură ce se rotește. Rezultă o curbă de lumină cu valuri mari. Dar, atunci când spațiul este denaturat, avem voie să vedem în jurul curbei și să vedem cel de-al doilea punct fierbinte - rezultând o curbă ușoară cu unde mai mici și mai fine. Echipa are modele care produc „curbe de lumină unice pentru diversele dimensiuni prevăzute de diferite EOS-uri. Alegând curba de lumină care se potrivește cel mai bine cu cea observată, vor obține EOS-ul corect și vor rezolva ghicitul materiei de la marginea uitării. ”
Și inspirați viața în stele zombie ...
Sursa povești originale: NASA Mission News.
