Bintang-bintang neutron telah diklasifikasikan sebagai "mayat hidup" ... bintang-bintang zombie sungguhan. Mereka terlahir ketika sebuah bintang masif runtuh di bawah gravitasinya dan lapisan luarnya meledak jauh dan melebar, melampaui satu miliar matahari, dalam sebuah peristiwa supernova. Yang tersisa adalah mayat bintang ... inti dari kepadatan yang tak terbayangkan ... di mana satu sendok teh akan berbobot sekitar satu miliar ton di Bumi. Bagaimana kita belajar rasa ingin tahu seperti itu? NASA telah mengusulkan misi yang disebut Penjelajah Komposisi Interior Bintang Neutron (NICER) yang akan mendeteksi zombie dan memungkinkan kita untuk melihat ke dalam hati gelap bintang neutron.
Inti dari bintang neutron cukup luar biasa. Terlepas dari kenyataan bahwa ia telah menghancurkan sebagian besar bagian luarnya dan menghentikan fusi nuklir, ia masih memancarkan panas dari ledakan dan memancarkan medan magnet yang memiringkan timbangan. Bentuk radiasi intens yang disebabkan oleh keruntuhan inti ini lebih dari satu triliun kali lebih kuat daripada medan magnet Bumi. Jika Anda tidak menganggap itu mengesankan, pikirkan ukurannya. Awalnya bintang itu bisa saja berdiameter satu mil atau lebih, tetapi sekarang dikompresi dengan ukuran kota rata-rata. Itu membuat bintang neutron menjadi dinamo kecil - yang mampu mengkondensasi materi ke dalam dirinya sendiri lebih dari 1,4 kali isi Matahari, atau setidaknya 460.000 Bumi.
"Sebuah bintang neutron tepat di ambang materi karena dapat ada - jika semakin padat, itu menjadi lubang hitam," kata Dr. Zaven Arzoumanian dari Pusat Penerbangan Luar Angkasa Goddard NASA di Greenbelt, Maryland. “Kami tidak memiliki cara untuk menciptakan interior bintang neutron di Bumi, jadi apa yang terjadi pada masalah di bawah tekanan luar biasa seperti itu adalah sebuah misteri - ada banyak teori tentang bagaimana perilakunya. Yang paling dekat dengan simulasi kondisi ini adalah akselerator partikel yang menghancurkan atom bersama pada kecepatan cahaya yang hampir sama. Namun, tabrakan ini bukan pengganti yang tepat - mereka hanya berlangsung sepersekian detik, dan mereka menghasilkan suhu yang jauh lebih tinggi dari apa yang ada di dalam bintang neutron. "
Jika disetujui, misi NICER akan diluncurkan pada musim panas 2016 dan terpasang secara robot ke Stasiun Luar Angkasa Internasional. Pada September 2011, NASA memilih NICER untuk studi sebagai Explorer Mission of Opportunity yang potensial. Misi akan menerima $ 250.000 untuk melakukan studi konsep implementasi 11 bulan. Lima proposal Misi Peluang dipilih dari 20 proposal. Mengikuti studi terperinci, NASA berencana untuk memilih satu atau lebih pengembangan dari lima proposal Misi Peluang pada Februari 2013.
Apa yang akan dilakukan NICER? Pertama, array 56 teleskop akan mengumpulkan informasi sinar-X dari kutub magnet bintang neutron dan hotspot. Dari area inilah bintang zombie kita melepaskan sinar-X, dan ketika mereka berputar menciptakan denyut cahaya - dengan demikian istilah "pulsar". Saat bintang neutron menyusut, bintang itu berputar lebih cepat dan gravitasi intens yang dihasilkan dapat menarik material dari bintang yang mengorbit dengan cermat. Beberapa pulsar ini berputar sangat cepat hingga dapat mencapai kecepatan beberapa ratus rotasi per detik! Apa yang para ilmuwan ingin pahami adalah bagaimana materi berperilaku di dalam bintang neutron dan “menjabarkan Equation Of State (EOS) yang benar yang paling akurat menggambarkan bagaimana materi merespons terhadap peningkatan tekanan. Saat ini, ada banyak EOS yang disarankan, masing-masing mengusulkan bahwa materi dapat dikompresi dengan jumlah yang berbeda di dalam bintang neutron. Misalkan Anda memegang dua bola dengan ukuran yang sama, tetapi satu terbuat dari busa dan yang lainnya terbuat dari kayu. Anda bisa menekan bola busa ke ukuran yang lebih kecil dari yang kayu. Dengan cara yang sama, EOS yang mengatakan materi sangat kompresibel akan memprediksi bintang neutron yang lebih kecil untuk massa tertentu daripada EOS yang mengatakan materi kurang kompresibel. "
Yang perlu NICER lakukan hanyalah membantu kami mengukur massa pulsar. Setelah ditentukan, kita bisa mendapatkan EOS yang benar dan membuka misteri tentang bagaimana materi berperilaku di bawah gravitasi yang kuat. "Masalahnya adalah bintang-bintang neutron itu kecil, dan terlalu jauh untuk memungkinkan ukurannya diukur secara langsung," kata Kepala Penyelidik NICER, Dr. Keith Gendreau dari NASA Goddard. “Namun, NICER akan menjadi misi pertama yang memiliki sensitivitas dan resolusi waktu yang cukup untuk mengetahui ukuran bintang neutron secara tidak langsung. Kuncinya adalah mengukur secara tepat seberapa besar kecerahan sinar-X berubah ketika bintang neutron berputar. ”
Jadi apa lagi yang dilakukan bintang zombie kita yang mengesankan? Karena gravitasi ekstremnya dalam volume sekecil itu, mereka mendistorsi ruang / waktu sesuai dengan teori Relativitas Umum Einstein. Ruang "warp" inilah yang memungkinkan para astronom untuk mengungkap keberadaan bintang pendamping. Ini juga menghasilkan efek seperti pergeseran orbital yang disebut presesi, memungkinkan pasangan untuk mengorbit satu sama lain yang menyebabkan gelombang gravitasi dan menghasilkan energi orbital yang terukur. Salah satu tujuan NICER adalah mendeteksi efek ini. Warp itu sendiri akan memungkinkan tim untuk menentukan ukuran bintang neutron. Bagaimana? Bayangkan mendorong jari Anda menjadi bahan elastis - lalu bayangkan mendorong seluruh tangan Anda ke sana. Semakin kecil bintang neutron, semakin besar ruang dan cahaya.
Di sini kurva cahaya menjadi sangat penting. Ketika hotspot bintang neutron diselaraskan dengan pengamatan kami, kecerahan meningkat saat seseorang berputar ke tampilan dan meredup saat berotasi menjauh. Ini menghasilkan kurva cahaya dengan gelombang besar. Tetapi, ketika ruang terdistorsi, kami diizinkan untuk melihat di sekitar kurva dan melihat hotspot kedua - menghasilkan kurva cahaya dengan gelombang yang lebih halus dan lebih kecil. Tim ini memiliki model yang menghasilkan “kurva cahaya unik untuk berbagai ukuran yang diprediksi oleh EOS yang berbeda. Dengan memilih kurva cahaya yang paling cocok dengan yang diamati, mereka akan mendapatkan EOS yang benar dan memecahkan teka-teki materi di tepi pelupaan. "
Dan menghirup kehidupan menjadi bintang zombie ...
Sumber Cerita Asli: NASA Mission News.
