Через екстремальної природи нейтронні зірки і пульсари викликають великий інтерес.
Майже через 50 років після того, як британський астрофізик Джоселін Белл виявив швидко обертаються нейтронні зірки, NASA запускає першу в світі місію, присвячену вивченню цих незвичайних об'єктів.
Приблизно через тиждень після установки NICER на МКС ця єдина в своєму роді місія почне спостерігати нейтронні зірки, найщільніші об'єкти у Всесвіті. Дослідження буде зосереджено, в першу чергу, на пульсарах - тих нейтронні зірки, які, як нам здається, підморгують, коли під час обертання розмахують променями радіації, подібно космічному маяка.
екстремальна фізика
Через екстремальної природи нейтронні зірки і пульсари викликають великий інтерес. Їх існування було теоретично запропоновано в 1939 році, а в 1967 році вони були виявлені.
Ці об'єкти є залишками масивних зірок розміром з Нью-Йорк. Їх інтенсивна гравітація здавлює вражаючу кількість матерії - більш ніж в 1,4 рази більше, ніж міститься в Сонце. У цих сферах розміром з місто, створюється стабільна, але неймовірно щільна матерія, яка ніде не зустрічається у Всесвіті. Лише одна чайна ложка речовини нейтронної зірки на Землі важила б мільярд тонн.
«Природа матерії в цих умовах є багаторічною невирішеною загадкою. Теоретики висунули безліч моделей для опису фізики, керуючої надрами нейтронних зірок. За допомогою NICER ми зможемо, нарешті, порівняти ці теорії з спостереженнями », - сказав Кіт Гендріх, керівник місії з Центру космічних польотів NASA імені Годдарда (США).
Хоча нейтронні зірки випускають випромінювання по всьому спектру, спостереження за ними в рентгенівському світлі дає найбільше розуміння їх структури і високоенергетичних явищ, включаючи термоядерні вибухи і найпотужніші магнітні поля, відомі в космосі.
Протягом 18-місячної місії NICER буде збирати рентгенівські промені, створені величезними магнітними полями нейтронних зірок і гарячими регіонами, розташованими на їх двох магнітних полюсах. У цих місцях інтенсивні магнітні поля об'єктів виходять з поверхонь, а частинки, що потрапили в ці поля, стікають вниз і генерують рентгенівські промені, коли вдаряються об поверхню зірки. На Землі промені видно як спалахи випромінювання в діапазоні від секунд до мілісекунд в залежності від того, наскільки швидко обертається пульсар.
рентгенівська навігація
Оскільки ці пульсації передбачувані, їх можна використовувати в якості небесних годин, забезпечуючи високоточне час. Вчені спробують перетворити надчутливі датчики і дзеркала NICER в своєрідну зоряну систему GPS для надточного визначення положення МКС на орбіті за допомогою сигналів пульсарів.
Якби міжпланетна місія була оснащена таким навігаційним пристроєм вона могла б самостійно вирахувати своє місцезнаходження, і в значній мірі не залежати від мережі космічного простору NASA, яка вважається найбільш чутливою телекомунікаційною системою в світі.
«Наша основна мета - наука. Але ми можемо використовувати ті ж вимірювання, щоб продемонструвати рентгенівську навігацію », - додав Кіт Гендріх.
рентгенівська зв'язок
Однак, рентгенівська навігація з використанням NICER не єдина технологія, яку команда хотіла б випробувати. Вчені хочуть продемонструвати передачу даних за допомогою рентгенівських променів - технологію, яка в кінцевому підсумку дозволить космічним мандрівникам передавати гігабіти даних в секунду на міжпланетні відстані.
Центральне місце в цій потенційній демонстрації займає Goddard's Modulated X-ray Source або MXS. Це пристрій генерує рентгенівське випромінювання з мінливої інтенсивністю, включаючись і виключаючи багато разів в секунду, щоб імітувати, наприклад, пульсації нейтронної зірки.
На додаток до багатообіцяючим швидкостям передачі даних на великі відстані, рентгенівська зв'язок забезпечить «спілкування» з гіперзвуковими транспортними засобами і космічними апаратами.
«Це дуже цікавий експеримент, який ми, сподіваюся, проведемо на космічній станції в наступному році», - уклав Кіт Гендріх.