Един невероятен рентгенов телескоп от космоса: NICER надниква в звездните чудовища

Как мисията NICER помага да се разкрият тайните на неутронните звезди.

Неутронните звезди са едни от най-екстремните обекти във Вселената. Те се образуват от колапсиращите ядра на звезди свръхгиганти, имат маси, по-големи от Слънцето, и са сгъстени до размерите на малък град. Изследването на тези звезди може да ни помогне да разберем поведението на материята при уникални условия, които не могат да бъдат възпроизведени на Земята.

НАСА изучава неутронните звезди с мисията Neutron star Interior Composition ExploreR (NICER) . Този рентгенов телескоп на Международната космическа станция улавя рентгеновите лъчи, излъчвани от горещите точки на повърхността на неутронните звезди. Температурата на тези петна може да достигне милиони градуси по Целзий.

Неотдавна учените успяха да измерят масата на една от тези звезди с помощта на радиосигналите от бързо въртящия се пулсар PSR J0437-4715. Тези данни им позволиха да определят радиуса на звездата, предоставяйки най-точна информация за материята в нея.

Неутронните звезди съдържат материя, която е по-плътна от ядрата на атомите. Това е най-плътната стабилна форма на материя във Вселената, която е на ръба да се срине в черна дупка. Разбирането на поведението на материята при такива условия е важен тест за нашите теории за фундаменталната физика.

Една от целите на мисията NICER е да изследва пулсара PSR J0437-4715, най-близкия и най-ярък милисекунден пулсар. Този пулсар се завърта 173 пъти в секунда и е наблюдаван от близо 30 години от радиотелескопа „Мърианг“ в Австралия.

Екипът от учени е трябвало да преодолее трудностите при моделирането на горещите точки на повърхността на звездата, причинени от рентгеновото излъчване от съседна галактика. Радиовълните помогнаха да се намери независимо измерване на масата на пулсара, което се оказа ключово за правилното определяне на масата му.

Измерването на масата на неутронната звезда се основава на ефекта на Шапиро, описан в теорията на относителността на Айнщайн. Масата на пулсара е определена на 1,42 слънчеви маси, а радиусът му – на 11,4 километра. Тези открития изключват най-мекото и най-твърдото равновесие на състоянието на неутронните звезди, като помагат за усъвършенстване на моделите за вътрешното устройство на тези обекти.

Новото разбиране за материята във вътрешността на неутронните звезди е подкрепено и от наблюденията на гравитационни вълни от сблъскващи се неутронни звезди и свързаните с тях експлозии – килонови . В исторически план радиотелескопът в Муриян вече е помагал на НАСА, а сега отново има важен принос за фундаменталното разбиране на структурата на Вселената.