כוכבי נויטרון סווגו כ"מתים "... כוכבי זומבים אמיתיים. הם נולדים כאשר כוכב מסיבי מתמוטט תחת כוח הכובד שלו והשכבות החיצוניות שלו מפוצצות לרחבה, מתארחות מיליארד שמשות, באירוע סופרנובה. מה שנשאר הוא גוויית כוכבים ... גרעין של צפיפות בלתי נתפסת ... שם כפית אחת תשקל כמיליארד טון על כדור הארץ. איך נלמד סקרנות כזו? נאס"א הציעה משימה בשם "סייר הרכב הכוכבים של נויטרון" (NICER) שתגלה את הזומבה ותאפשר לנו לראות אל לבו האפל של כוכב נויטרונים.
הליבה של כוכב נויטרונים די מדהימה. למרות העובדה שהיא פוצצה את רוב חלקה החיצוני ועצרה היתוך גרעיני, היא עדיין מקרינה חום מהפיצוץ ומפליטה שדה מגנטי העצים את הכף. צורת קרינה אינטנסיבית זו הנגרמת כתוצאה מהתמוטטות ליבה נמתחת על טריליון פעמים חזקים יותר מהשדה המגנטי של כדור הארץ. אם אתה לא חושב שזה מרשים, חשוב על הגודל. במקור הכוכב יכול היה להיות בקוטר של טריליון מייל או יותר, אך כעת הוא דחוס לגודל עיר ממוצעת. זה הופך את כוכב הנויטרונים לדינמו זעיר - המסוגל לעבות חומר לעצמו פי יותר מ -1.4 מתכולת השמש, או לפחות 460,000 אדמות.
"כוכב נויטרונים נמצא ממש בסף החומר שכן הוא יכול להתקיים - אם הוא מתעצם יותר, הוא הופך לחור שחור", אומר ד"ר זאבן ארזומניאן ממרכז טיסת החלל "גודארד" של נאס"א בגרינבלט, מרילנד. "אין לנו דרך ליצור פנים של כוכב נויטרונים בכדור הארץ, ולכן מה שקורה לחומר בלחץ כה מדהים זו תעלומה - ישנן תיאוריות רבות לגבי התנהגותו. הכי קרוב שאנו מגיעים להדמיית מצבים אלה הוא במאיצי החלקיקים המנפצים יחד אטומים כמעט במהירות האור. עם זאת, ההתנגשויות הללו אינן תחליף מדויק - הן נמשכות רק שבריר שנייה, והן מייצרות טמפרטורות גבוהות הרבה יותר ממה שיש בתוך כוכבי הנויטרונים. "
אם תאושר, משימת NICER תושק בקיץ 2016 ותצורף לרובוטים לתחנת החלל הבינלאומית. בספטמבר 2011, נאס"א בחרה ב- NICER למחקר כמשימת ההזדמנות של סייר. המשימה תקבל 250,000 דולר לביצוע מחקר רעיונות ליישום בן 11 חודשים. חמש הצעות למשימת ההזדמנות נבחרו מתוך 20 הגשות. בעקבות המחקרים המפורטים, נאס"א מתכננת לבחור לפיתוח אחת או יותר מחמש הצעות המשימה להזדמנות בפברואר 2013.
מה NICER יעשה? ראשית, מערך של 56 טלסקופים יאסוף מידע על הרנטגן מכוכבי נויטרונים מככבים קטבים מגנטיים ונקודות חמות. מאזורים אלו כוכבי הזומבים שלנו משחררים קרני רנטגן, וכשהם מסתובבים יוצרים דופק אור - ובכך מונח "פולסאר". כשכוכב הנויטרונים מתכווץ, הוא מסתובב מהר יותר וכוח הכבידה העז שנוצר יכול למשוך אליו חומר מכוכב המסתובב מקרוב. חלק מהפולסים האלה מסתובבים כל כך מהר שהם יכולים להגיע למהירויות של כמה מאות סיבובים בשנייה! מה שמדענים מגרדים להבין הוא כיצד החומר מתנהג בתוך כוכב נויטרונים ו"הצמיד את משוואת המדינה הנכונה (EOS) המתאר בצורה המדויקת ביותר כיצד החומר מגיב ללחץ הגובר. נכון לעכשיו, ישנם הרבה EOSs המוצעים, כאשר כל אחד מהם מציע כי ניתן לדחוס חומר בכמויות שונות בתוך כוכבי נויטרונים. נניח שהחזקת שני כדורים באותו גודל, אבל האחד היה עשוי קצף והשני היה עשוי עץ. אתה יכול לסחוט את כדור הקצף לגודל קטן יותר מזה של העץ. באותו אופן, EOS שאומר שחומר דחוס ביותר, ינבא כוכב נויטרונים קטן יותר עבור מסה נתונה מאשר EOS שאומר שחומר פחות דחוס. "
כעת כל מה שנדרש על ידי NICER לעשות הוא לעזור לנו למדוד את המסה של פולסר. לאחר שנקבע, נוכל לקבל EOS נכון ולבטל את הנעילה של התעלומה של התנהגות החומר תחת כוח משיכה עז. "הבעיה היא שכוכבי הנויטרונים הם קטנים והרבה רחוקים מכדי לאפשר למדוד את הגודל שלהם ישירות," אומר החוקר הראשי של NICER, ד"ר קית 'גנדריאו, מנאס"א גודארד. "עם זאת, NICER תהיה המשימה הראשונה שיש לה מספיק רגישות ופתרון זמן כדי להבין את גודל כוכב הנויטרון בעקיפין. המפתח הוא למדוד במדויק עד כמה בהירות קרני הרנטגן משתנה ככל שכוכב הנויטרונים מסתובב. "
אז מה עוד כוכב הזומבים שלנו עושה את זה מרשים? בגלל כוח המשיכה הקיצוני שלהם בנפח כה קטן, הם מעוותים את הזמן / הזמן בהתאם לתורת היחסות הכללית של איינשטיין. זהו "עיוות" מרחב זה המאפשר לאסטרונומים לחשוף נוכחות של כוכב לוויה. זה גם מייצר אפקטים כמו שינוי מסלולי שנקרא פרנססיה, ומאפשר לזוג להסתובב זה סביב זה וגורם גלי כבידה וייצור אנרגיה מסלולית מדידת. אחת המטרות של NICER היא לאתר את ההשפעות הללו. העיוות עצמו יאפשר לצוות לקבוע את גודל כוכב הנויטרונים. איך? דמיין לדחוף את האצבע לחומר נמתח - ואז דמיין לדחוף את כל היד שלך כנגדה. ככל שכוכב הנויטרונים קטן יותר, כך הוא יעוות חלל ואור.
כאן עקומות האור הופכות לחשובות מאוד. כאשר הנקודות החמות של כוכב נויטרונים מיושרות לתצפיות שלנו, הבהירות עולה ככל שאחד מסתובב לתצוגה ומתעמעם כשהוא מסתובב. התוצאה היא עקומת אור עם גלים גדולים. עם זאת, כאשר המרחב מעוות אנו מורשים להשקיף סביב העקומה ולראות את נקודה החמה השנייה - וכתוצאה מכך עקומת אור עם גלים קטנים יותר וחלקים יותר. לצוות דגמים המייצרים “עקומות אור ייחודיות בגדלים השונים שחזינו EOSs שונים. על ידי בחירת עקומת האור המתאימה ביותר לזו שנצפתה, הם יקבלו את ה- EOS הנכון ויפתרו את חידת החומר בשולי השכחה. "
ולהפיח חיים בכוכבי זומבי ...
מקור סיפור מקורי: חדשות המשימה של נאס"א.
