ดาวนิวตรอนได้รับการจัดประเภทเป็น "Undead" ... ดาวผีดิบจริง พวกมันเกิดเมื่อดาวมวลสูงทรุดตัวลงภายใต้แรงโน้มถ่วงและชั้นนอกของมันถูกเป่าออกไปไกลและกว้างกว่าดวงอาทิตย์นับพันล้านดวงในเหตุการณ์ซูเปอร์โนวา สิ่งที่เหลืออยู่คือซากศพตัวเอก…แกนกลางของความหนาแน่นอย่างเหลือเชื่อ…ที่หนึ่งช้อนชาจะมีน้ำหนักประมาณหนึ่งพันล้านตันบนโลก เราจะศึกษาความอยากรู้เช่นนั้นได้อย่างไร? NASA ได้เสนอภารกิจที่เรียกว่า Neutron Star Interior Composition Explorer (NICER) ที่จะตรวจจับซอมบี้และช่วยให้เราเห็นเข้าไปในหัวใจมืดของดาวนิวตรอน
แกนกลางของดาวนิวตรอนนั้นน่าเหลือเชื่อมาก แม้จะมีความจริงที่ว่ามันถูกพัดพาออกไปด้านนอกเกือบทั้งหมดและหยุดการฟิวชั่นนิวเคลียร์ แต่ก็ยังคงแผ่ความร้อนออกมาจากการระเบิดและปล่อยสนามแม่เหล็กที่ปลายเกล็ด รูปแบบของการแผ่รังสีที่รุนแรงนี้เกิดจากการยุบตัวของแกนกลางวัดได้มากกว่าหนึ่งล้านล้านเท่าของสนามแม่เหล็กของโลก หากคุณไม่คิดว่าน่าประทับใจลองนึกถึงขนาด แต่เดิมดาวฤกษ์อาจมีเส้นผ่านศูนย์กลางล้านล้านไมล์หรือมากกว่านั้น แต่ตอนนี้ถูกบีบอัดให้มีขนาดเท่ากับเมืองเฉลี่ย นั่นทำให้ดาวนิวตรอนเป็นไดนาโมขนาดเล็กที่สามารถกลั่นตัวสสารเข้าไปในตัวมันเองได้มากกว่า 1.4 เท่าของเนื้อหาของดวงอาทิตย์หรืออย่างน้อย 460,000 โลก
"ดาวนิวตรอนถูกต้องตามเกณฑ์ของสสารที่มีอยู่ - ถ้ามันมีความหนาแน่นมากขึ้นมันจะกลายเป็นหลุมดำ" ดร. Zaven Arzoumanian จากศูนย์การบินอวกาศก็อดดาร์ดของกรีนเบลต์ในแมรี่แลนด์กล่าว “ เราไม่มีวิธีสร้างการตกแต่งภายในดาวนิวตรอนบนโลกดังนั้นสิ่งที่เกิดขึ้นกับสสารภายใต้แรงกดดันอย่างไม่น่าเชื่อคือความลึกลับ - มีทฤษฎีมากมายเกี่ยวกับการทำงานของมัน สิ่งที่ใกล้เคียงที่สุดที่เราจะจำลองสภาวะเหล่านี้คือในเครื่องเร่งอนุภาคที่ทุบอะตอมด้วยกันเกือบจะด้วยความเร็วแสง อย่างไรก็ตามการชนเหล่านี้ไม่ใช่สิ่งทดแทนที่แน่นอนพวกมันอยู่ได้เพียงเสี้ยววินาทีเท่านั้นและพวกมันก็สร้างอุณหภูมิที่สูงกว่าดาวนิวตรอนที่อยู่ภายใน
หากได้รับการอนุมัติภารกิจของ NICER จะเปิดตัวในช่วงฤดูร้อนปี 2559 และเชื่อมต่อกับสถานีอวกาศนานาชาติอย่างเป็นหุ่นยนต์ ในเดือนกันยายน 2554 องค์การนาซ่าเลือก NICER เพื่อศึกษาว่าเป็น Mission Explorer ของโอกาสที่มีศักยภาพ ภารกิจจะได้รับ $ 250,000 เพื่อดำเนินการศึกษาแนวคิดการดำเนินงาน 11 เดือน ข้อเสนอห้าภารกิจแห่งโอกาสถูกเลือกจากการส่ง 20 ครั้ง หลังจากการศึกษาอย่างละเอียดแล้วองค์การนาซ่าวางแผนที่จะเลือกสำหรับการพัฒนาหนึ่งในห้าภารกิจข้อเสนอโอกาสในเดือนกุมภาพันธ์ 2556
NICER จะทำอะไร? ก่อนอื่นอาร์เรย์ของกล้องโทรทรรศน์ 56 ดวงจะรวบรวมข้อมูลรังสีเอกซ์จากขั้วแม่เหล็กของดาวนิวตรอนและฮอตสปอต มันมาจากพื้นที่เหล่านี้ที่ดาวซอมบี้ของเราปล่อยรังสีเอกซ์และเมื่อพวกมันหมุนสร้างแสงของชีพจร - ดังนั้นคำว่า "พัลซาร์" เมื่อดาวนิวตรอนหดตัวมันจะหมุนเร็วขึ้นและแรงโน้มถ่วงที่รุนแรงที่เกิดขึ้นสามารถดึงวัสดุจากดาวฤกษ์ที่กำลังโคจรอย่างใกล้ชิด พัลซาร์บางส่วนหมุนเร็วมากพวกเขาสามารถเข้าถึงความเร็วหลายร้อยรอบต่อวินาที! สิ่งที่นักวิทยาศาสตร์ต้องการที่จะเข้าใจคือสิ่งที่สสารทำงานในดาวนิวตรอนและ“ ตรึงสมการสถานะที่ถูกต้อง (EOS) ที่ถูกต้องที่สุดซึ่งอธิบายได้อย่างแม่นยำที่สุดว่าสสารตอบสนองต่อแรงกดดันที่เพิ่มขึ้นอย่างไร ในปัจจุบันมีกล้อง EOS ที่แนะนำหลายตัวแต่ละข้อเสนอนั้นสามารถบีบอัดสสารด้วยจำนวนที่แตกต่างกันภายในดาวนิวตรอน สมมติว่าคุณถือลูกบอลสองลูกที่มีขนาดเท่ากัน แต่อันที่หนึ่งทำจากโฟมและอีกอันหนึ่งทำจากไม้ คุณสามารถบีบลูกบอลโฟมให้มีขนาดเล็กลงกว่าไม้ ในทำนองเดียวกัน EOS ที่บอกว่าสสารสามารถบีบอัดได้สูงจะทำนายดาวนิวตรอนขนาดเล็กลงสำหรับมวลที่กำหนดมากกว่า EOS ที่บอกว่าสสารนั้นบีบอัดได้น้อยกว่า
ตอนนี้ NICER ทั้งหมดจะต้องทำคือช่วยเราในการวัดมวลของพัลซาร์ เมื่อพิจารณาแล้วเราจะได้รับ EOS ที่ถูกต้องและปลดล็อกความลึกลับของวิธีการทำงานภายใต้แรงโน้มถ่วงที่รุนแรง ดร. Keith Gendreau จาก NASA Goddard กล่าวว่าปัญหาคือดาวนิวตรอนมีขนาดเล็กและอยู่ไกลเกินกว่าที่จะวัดขนาดได้โดยตรง “ อย่างไรก็ตาม NICER จะเป็นภารกิจแรกที่มีความไวและความละเอียดของเวลาเพียงพอในการหาขนาดของดาวนิวตรอนทางอ้อม กุญแจสำคัญคือการตรวจสอบอย่างแม่นยำว่าความสว่างของรังสีเอกซ์เปลี่ยนแปลงไปอย่างไรเมื่อดาวนิวตรอนหมุนรอบตัว”
แล้วดาวซอมบี้ของเราทำอะไรที่น่าประทับใจ เนื่องจากแรงโน้มถ่วงที่รุนแรงของพวกมันในปริมาณน้อยเช่นนั้นพวกมันจึงบิดเบือนพื้นที่ / เวลาตามทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปของ Einstein มันเป็นพื้นที่ "แปรปรวน" ที่ช่วยให้นักดาราศาสตร์เปิดเผยการมีอยู่ของดาวข้างเคียง มันยังสร้างเอฟเฟกต์เช่นการเปลี่ยนวงโคจรเรียกว่า precession ทำให้ทั้งคู่โคจรรอบกันและกันทำให้เกิดคลื่นความโน้มถ่วงและผลิตพลังงานวงโคจรที่วัดได้ หนึ่งในเป้าหมายของ NICER คือการตรวจจับเอฟเฟกต์เหล่านี้ การแปรปรวนจะอนุญาตให้ทีมพิจารณาขนาดของดาวนิวตรอน อย่างไร? ลองนึกภาพการกดนิ้วของคุณลงในวัสดุยืด - จากนั้นลองจินตนาการว่าการใช้มือทั้งสองแนบกับมัน ดาวนิวตรอนที่เล็กลงจะยิ่งทำให้พื้นที่ว่างและแสงมากขึ้น
ที่นี่เส้นโค้งแสงกลายเป็นสิ่งสำคัญมาก เมื่อฮอตสปอตของดาวนิวตรอนสอดคล้องกับการสำรวจของเราความสว่างจะเพิ่มขึ้นเมื่อมุมมองหนึ่งหมุนและหรี่ลงเมื่อมันหมุนไป ส่งผลให้เกิดเส้นโค้งแสงที่มีคลื่นขนาดใหญ่ แต่เมื่อพื้นที่มีการบิดเบี้ยวเราได้รับอนุญาตให้ดูรอบ ๆ โค้งและดูฮอตสปอตที่สอง - ทำให้เกิดเส้นโค้งแสงที่มีคลื่นนุ่มนวลและมีขนาดเล็กลง ทีมมีโมเดลที่ผลิต“ เส้นโค้งแสงที่ไม่เหมือนใครสำหรับขนาดต่างๆที่ทำนายโดยกล้อง EOS ที่แตกต่างกัน ด้วยการเลือกเส้นโค้งแสงที่ตรงกับที่สังเกตมากที่สุดพวกเขาจะได้รับ EOS ที่ถูกต้องและไขปริศนาของสสารบนขอบของการให้อภัย”
และหายใจชีวิตสู่เหล่าซอมบี้ดาว ...
Original Story Source: NASA Mission News
