Neutronske zvijezde klasificirane su kao "mrtve" ... prave zombi zvijezde. Rođeni su kad se masivna zvijezda sruši pod njenom gravitacijom, a njeni vanjski slojevi ispuhuju se daleko i široko, zasjajući milijardu sunca, u slučaju supernove. Ostalo je zvjezdani leš ... jezgra nezamislive gustine ... gdje bi jedna žličica težila oko milijardu tona na Zemlji. Kako bismo proučavali takvu znatiželju? NASA je predložila misiju pod nazivom Neutron Star Composition Explorer (NICER) koja bi otkrila zombija i omogućila nam da ugledamo u tamno srce neutronske zvijezde.
Jezgra neutronske zvijezde prilično je nevjerojatna. Unatoč činjenici da je ispuhala većinu svoje vanjske strane i zaustavila nuklearnu fuziju, ona još uvijek zrači toplinom od eksplozije i zrači magnetskim poljem koje usmjerava ljestvicu. Ovaj intenzivni oblik zračenja uzrokovan urušavanjem jezgre djeluje na preko trilijuna puta jače od Zemljinog magnetskog polja. Ako vam se to ne čini impresivno, onda pomislite na veličinu. Izvorno je zvijezda mogla biti promjera milion ili više kilometara, ali sada je komprimirana u veličini prosječnog grada. Zbog toga je neutronska zvijezda sićušna dinamo - sposobna kondenzirati materiju u sebi više od 1,4 puta veću od Sunčevog sadržaja, ili barem 460 000 Zemlje.
"Neutronska zvijezda je upravo na pragu materije koja može postojati - ako postane gušća, postaje crna rupa", kaže dr. Zaven Arzoumanian iz NASA-inog centra za svemirske letove Goddard u Greenbeltu, Maryland. „Mi na Zemlji nemamo mogućnost stvaranja unutrašnjosti neutronskih zvijezda, pa je ono što se događa s materijom pod tako nevjerojatnim pritiskom - mnogo je teorija o tome kako se ponaša. Najbliže do koje smo simulirali ove uvjete su akceleratori čestica koji zajedno razbijaju atome gotovo brzinom svjetlosti. Međutim, ti sudari nisu tačna zamjena - traju samo sekundu i stvaraju temperature puno veće od onih koje se nalaze u neutronskim zvijezdama. "
Ukoliko bude odobren, misija NICER bit će pokrenuta do ljeta 2016. godine i robotski povezana s Međunarodnom svemirskom stanicom. U rujnu 2011., NASA je odabrala NICER za proučavanje kao potencijalnu istraživačku Misiju prilika. Misija će dobiti 250.000 dolara za provođenje 11-mjesečne studije koncepta implementacije. Iz 20 prijava odabrano je pet prijedloga Misije prilika. Nakon detaljnih studija, NASA planira odabrati za razvoj jedan ili više od pet prijedloga Misije prilika u veljači 2013.
Što će učiniti NICER? Kao prvo, niz 56 teleskopa prikupljat će informacije rendgenskih zraka s magnetskih polova i žarišta neutronskih zvijezda. Upravo iz tih područja naše zombi zvijezde ispuštaju rendgenske zrake i kako se okreću stvaraju puls svjetlosti - a time i pojam "pulsar". Kako se neutronska zvijezda smanjuje, ona se okreće brže i rezultirajuća intenzivna gravitacija može povući materijal iz zvijezde iz neposredne blizine. Neki od ovih pulsara se vrte tako brzo da mogu postići brzine od nekoliko stotina rotacija u sekundi! Znanstvenici svrbež shvatiti je kako se materija ponaša unutar neutronske zvijezde i „prilijepiti ispravnu jednadžbu stanja (EOS) koja najtačnije opisuje kako materija reagira na sve veći pritisak. Trenutno postoji mnogo predloženih EOS-ova, a svaki predlaže da se tvar može komprimirati različitim količinama unutar neutronskih zvijezda. Pretpostavimo da ste držali dvije kuglice iste veličine, ali jedna je bila od pjene, a druga od drveta. Kuglu od pjene možete pritisnuti na manju veličinu od drvene. Na isti način, EOS koji kaže da je materija visoko kompresibilna predvidjet će manju neutronsku zvijezdu za određenu masu od EOS-a koji kaže da je tvar manje kompresibilna. "
Sada će nam trebati samo NICER da pomogne u mjerenju pulsarske mase. Kad se to utvrdi, možemo dobiti ispravan EOS i otključati misteriju kako se materija ponaša pod intenzivnom gravitacijom. "Problem je u tome što su neutronske zvijezde male i mnogo predaleko da bi se omogućilo izravno mjerenje njihovih veličina", kaže glavni istraživač NICER-a dr. Keith Gendreau iz NASA Goddard. "Međutim, NICER će biti prva misija koja ima dovoljno osjetljivosti i vremenske rezolucije da neizravno utvrdi veličinu neutronske zvijezde. Ključno je točno odrediti koliko se svjetlina rendgenskih zraka mijenja kako se neutronska zvijezda okreće. "
Pa što još čini naša zombi zvijezda što je impresivno? Zbog svoje velike težine u tako malom volumenu iskrivljuju prostor / vrijeme u skladu s Einsteinovom teorijom opće relativnosti. Upravo taj svemirski "warp" omogućava astronomima da otkriju prisutnost suputničke zvijezde. Također proizvodi efekte poput orbitalnog pomaka koji se naziva precesija, omogućujući paru da kruži oko sebe uzrokujući gravitacijske valove i proizvodeći mjerljivu orbitalnu energiju. Jedan od ciljeva NICER-a je otkriti ove učinke. Sam warp omogućit će timu da utvrdi veličinu neutronske zvijezde. Kako? Zamislite da gurnete prst u rastezljiv materijal - a zatim zamislite da cijelu ruku gurate protiv njega. Što je manja neutronska zvijezda, to će više iskriviti prostor i svjetlost.
Ovdje svjetlosne krivulje postaju vrlo važne. Kad se gornje točke neutronske zvijezde poravnaju s našim promatranjima, svjetlina se povećava kako se jedna osoba okreće u pogled i zatamnjuje se kako se okreće. To rezultira svjetlosnom krivuljom s velikim valovima. Ali, kad je prostor izobličen, dopušteno nam je pogledati krivulju i vidjeti drugo žarište - što rezultira laganom krivuljom s glatkim, manjim valovima. Tim ima modele koji proizvode „jedinstvene svjetlosne krivulje za različite veličine predviđene od strane različitih EOS-a. Odabirom krivulje svjetlosti koja najbolje odgovara opaženoj, dobit će ispravan EOS i riješiti zagonetku materije na rubu zaborava. "
I udahnite život zombi zvijezdama ...
Izvorni izvor priče: NASA News Mission.
