Neutronensterne wurden als „Untote“ eingestuft… echte Zombiesterne. Sie werden geboren, wenn ein massereicher Stern unter seiner Schwerkraft zusammenbricht und seine äußeren Schichten bei einem Supernova-Ereignis weit und breit geweht werden und eine Milliarde Sonnen überstrahlen. Was übrig bleibt, ist eine stellare Leiche ... ein Kern von unvorstellbarer Dichte ... wo ein Teelöffel ungefähr eine Milliarde Tonnen auf der Erde wiegen würde. Wie würden wir eine solche Neugierde studieren? Die NASA hat eine Mission namens Neutron Star Interior Composition Explorer (NICER) vorgeschlagen, die den Zombie erkennen und es uns ermöglichen soll, in das dunkle Herz eines Neutronensterns zu sehen.
Der Kern eines Neutronensterns ist ziemlich unglaublich. Trotz der Tatsache, dass es den größten Teil seines Äußeren weggeblasen und die Kernfusion gestoppt hat, strahlt es immer noch Wärme von der Explosion ab und strahlt ein Magnetfeld aus, das die Waage kippt. Diese intensive Form der Strahlung, die durch den Zusammenbruch des Kerns verursacht wird, ist mehr als eine Billion Mal stärker als das Erdmagnetfeld. Wenn Sie das nicht beeindruckend finden, denken Sie an die Größe. Ursprünglich hatte der Stern einen Durchmesser von Billionen Meilen oder mehr, jetzt ist er auf die Größe einer durchschnittlichen Stadt komprimiert. Das macht einen Neutronenstern zu einem winzigen Dynamo, der in der Lage ist, Materie mit mehr als dem 1,4-fachen des Sonnengehalts oder mindestens 460.000 Erden in sich selbst zu kondensieren.
"Ein Neutronenstern befindet sich genau an der Schwelle der Materie, wie er existieren kann. Wenn er dichter wird, wird er zu einem Schwarzen Loch", sagt Dr. Zaven Arzoumanian vom Goddard Space Flight Center der NASA in Greenbelt, Maryland. „Wir haben keine Möglichkeit, Neutronenstern-Innenräume auf der Erde zu schaffen. Was unter solch unglaublichem Druck passiert, ist ein Rätsel - es gibt viele Theorien darüber, wie es sich verhält. Wir kommen der Simulation dieser Bedingungen am nächsten, indem wir Teilchenbeschleuniger verwenden, die Atome fast mit Lichtgeschwindigkeit zusammenschlagen. Diese Kollisionen sind jedoch kein exakter Ersatz - sie dauern nur den Bruchteil einer Sekunde und erzeugen Temperaturen, die viel höher sind als die in Neutronensternen. "
Falls genehmigt, wird die NICER-Mission bis zum Sommer 2016 gestartet und robotergesteuert an die Internationale Raumstation angeschlossen. Im September 2011 wählte die NASA NICER für das Studium als potenzielle Explorer Mission of Opportunity aus. Die Mission erhält 250.000 US-Dollar für die Durchführung einer elfmonatigen Implementierungskonzeptstudie. Aus 20 Einreichungen wurden fünf Vorschläge für Mission of Opportunity ausgewählt. Nach den detaillierten Studien plant die NASA, im Februar 2013 einen oder mehrere der fünf Vorschläge zur Mission of Opportunity für die Entwicklung auszuwählen.
Was wird NICER tun? Zunächst werden 56 Teleskope Röntgeninformationen von Magnetpolen und Hotspots eines Neutronensterns sammeln. Aus diesen Bereichen setzen unsere Zombiesterne Röntgenstrahlen frei und erzeugen beim Drehen einen Lichtimpuls - daher der Begriff „Pulsar“. Wenn der Neutronenstern schrumpft, dreht er sich schneller und die resultierende intensive Schwerkraft kann Material von einem eng umlaufenden Stern einziehen. Einige dieser Pulsare drehen sich so schnell, dass sie Geschwindigkeiten von mehreren hundert Umdrehungen pro Sekunde erreichen können! Wissenschaftler wollen verstehen, wie sich Materie in einem Neutronenstern verhält und „die richtige Zustandsgleichung (EOS) festhält, die am genauesten beschreibt, wie Materie auf zunehmenden Druck reagiert. Derzeit gibt es viele vorgeschlagene EOS, die jeweils vorschlagen, dass Materie innerhalb von Neutronensternen um unterschiedliche Mengen komprimiert werden kann. Angenommen, Sie hatten zwei Kugeln gleicher Größe, aber eine bestand aus Schaumstoff und die andere aus Holz. Sie könnten die Schaumkugel auf eine kleinere Größe als die Holzkugel drücken. Auf die gleiche Weise sagt eine EOS, die besagt, dass Materie stark komprimierbar ist, einen kleineren Neutronenstern für eine bestimmte Masse voraus als eine EOS, die besagt, dass Materie weniger komprimierbar ist. “
Jetzt muss NICER uns nur noch helfen, die Masse eines Pulsars zu messen. Sobald es bestimmt ist, können wir eine korrekte EOS erhalten und das Rätsel lösen, wie sich Materie unter intensiver Schwerkraft verhält. "Das Problem ist, dass Neutronensterne klein und viel zu weit entfernt sind, um ihre Größe direkt messen zu können", sagt NICER Principal Investigator Dr. Keith Gendreau von der NASA Goddard. „NICER wird jedoch die erste Mission sein, die über eine ausreichende Empfindlichkeit und Zeitauflösung verfügt, um die Größe eines Neutronensterns indirekt zu ermitteln. Der Schlüssel ist, genau zu messen, wie stark sich die Helligkeit der Röntgenstrahlen ändert, wenn sich der Neutronenstern dreht. “
Was macht unser Zombie-Star sonst noch so beeindruckend? Aufgrund ihrer extremen Schwerkraft in einem so kleinen Volumen verzerren sie Raum / Zeit gemäß Einsteins Theorie der Allgemeinen Relativitätstheorie. Es ist diese Raumverzerrung, die es Astronomen ermöglicht, die Anwesenheit eines Begleitsterns zu enthüllen. Es erzeugt auch Effekte wie eine Orbitalverschiebung, die als Präzession bezeichnet wird, wodurch das Paar umeinander kreisen kann, was Gravitationswellen verursacht und messbare Orbitalenergie erzeugt. Eines der Ziele von NICER ist es, diese Effekte zu erkennen. Der Warp selbst ermöglicht es dem Team, die Größe des Neutronensterns zu bestimmen. Wie? Stellen Sie sich vor, Sie drücken Ihren Finger in ein dehnbares Material - und drücken dann Ihre ganze Hand dagegen. Je kleiner der Neutronenstern ist, desto mehr verzieht er Raum und Licht.
Hier werden Lichtkurven sehr wichtig. Wenn die Hotspots eines Neutronensterns auf unsere Beobachtungen ausgerichtet sind, nimmt die Helligkeit zu, wenn man sich in Sichtweite dreht, und wird dunkler, wenn er sich wegdreht. Dies führt zu einer Lichtkurve mit großen Wellen. Wenn der Raum jedoch verzerrt ist, können wir um die Kurve herum sehen und den zweiten Hotspot sehen - was zu einer Lichtkurve mit weicheren, kleineren Wellen führt. Das Team verfügt über Modelle, die „einzigartige Lichtkurven für die verschiedenen Größen erzeugen, die von verschiedenen EOS vorhergesagt werden. Durch Auswahl der Lichtkurve, die am besten zur beobachteten passt, erhalten sie die richtige EOS und lösen das Rätsel der Materie am Rande der Vergessenheit. “
Und hauche Zombiestern Leben ein…
Quelle der Originalgeschichte: NASA Mission News.
