中性子星は「アンデッド」…本物のゾンビ星に分類されています。それらは、巨大な星がその重力の下で崩壊し、その外層が遠くに吹き飛ばされ、超新星の出来事で10億の太陽を打ち負かすときに生まれます。残っているのは恒星の死体…考えられないほどの密度の核……小さじ1杯で地球上で約10億トンの重さがありました。そのような好奇心をどのように研究しますか？ NASAは、ゾンビを検出して中性子星の暗い中心部を見ることができるようにする、中性子星インテリアコンポジションエクスプローラー（NICER）と呼ばれるミッションを提案しました。
中性子星の核はかなり信じられません。それはその外面のほとんどを吹き飛ばして核融合を止めたという事実にもかかわらず、それでも爆発から熱を放射し、スケールを傾ける磁場を発散します。コアの崩壊によって引き起こされるこの強烈な形態の放射線は、地球の磁場よりも1兆倍以上強いことが判明しています。それが印象的でないと思うなら、サイズを考えてください。もともと星は直径が1兆マイル以上だったかもしれませんが、今では平均的な都市のサイズに圧縮されています。これにより、中性子星は小さなダイナモになります。太陽の含有量の1.4倍以上、または少なくとも460,000地球で物質をそれ自体に凝縮させることができます。
メリーランド州グリーンベルトにあるNASAのゴダード宇宙飛行センターのZaven Arzoumanian博士は、「中性子星は存在する可能性があるので、物質の境界にぴったりです。密度が高くなると、ブラックホールになります」と述べています。 「私たちは地球に中性子星の内部を作成する方法がないので、そのような信じられないほどの圧力の下で何が起こるかは謎です。それがどのように動作するかについては多くの理論があります。これらの条件をシミュレートするのに最も近いのは、ほぼ光速で原子を一緒に粉砕する粒子加速器です。ただし、これらの衝突は正確な代用ではありません。一瞬しか持続せず、中性子星の内部よりもはるかに高い温度が発生します。」
承認された場合、NICERミッションは2016年の夏までに打ち上げられ、ロボットによって国際宇宙ステーションに取り付けられます。 2011年9月、NASAは調査の機会として潜在的な探検使節としてNICERを選択しました。ミッションは、11か月の実装コンセプト調査を実施するために$ 250,000を受け取ります。 20件の応募の中から、5つのMission of Opportunityの提案が選出されました。詳細な調査に続いて、NASAは、2013年2月に5つのミッションオブオポチュニティの提案の1つ以上を開発に選択することを計画しています。
NICERは何をしますか？まず、56個の望遠鏡のアレイが中性子星の磁極とホットスポットからX線情報を収集します。ゾンビスターがX線を放出するのはこれらの領域からであり、それらが回転すると光のパルスを生成します。そのため、「パルサー」という用語が使用されます。中性子星が収縮するにつれて、それはより速く回転し、結果として生じる強い重力が、接近して周回する星から物質を引き込むことができます。これらのパルサーの一部は非常に速く回転し、毎秒数百回転の速度に達することがあります！科学者が理解するのがむずかしいのは、物質が中性子星の内部でどのように動作するか、および圧力の増加に対する物質の反応を最も正確に説明する正しい状態方程式（EOS）を特定することです。現在、多くの提案されたEOSがあり、それぞれが中性子星の内部で異なる量で物質を圧縮できることを提案しています。同じサイズの2つのボールを持っているとしますが、1つはフォームで、もう1つは木製でした。あなたは木製のものよりも小さいサイズに泡球を絞ることができます。同様に、物質が非常に圧縮性であると言うEOSは、物質が圧縮性が低いと言うEOSよりも、与えられた質量に対して小さい中性子星を予測します。」
NICERが行う必要があるのは、パルサーの質量を測定することです。それが決定したら、正しいEOSを取得して、強い重力の下で物質がどのように動作するかについての謎を解き明かすことができます。 「問題は中性子星が小さく、遠すぎてサイズを直接測定できないことです」とNASAゴダードのキースジェンドロ博士は述べています。 「しかし、NICERは中性子星のサイズを間接的に計算するのに十分な感度と時間分解能を持つ最初のミッションになります。重要なのは、中性子星が回転するときにX線の明るさがどの程度変化するかを正確に測定することです。」
それで、ゾンビスターが他に何をするのが印象的ですか？そのような小さな体積での極端な重力のため、アインシュタインの一般相対性理論に従って空間/時間を歪めます。天文学者がコンパニオンスターの存在を明らかにできるのは、この「ワープ」スペースです。また、歳差運動と呼ばれる軌道シフトのような効果を生み出し、ペアが互いの周りを周回することを可能にし、重力波を引き起こし、測定可能な軌道エネルギーを生成します。 NICERの目標の1つは、これらの影響を検出することです。ワープ自体により、チームは中性子星のサイズを決定できます。どうやって？指を伸縮性のある素材に押し込むことを想像してみてください。次に、手全体を押し付けることを想像してみてください。中性子星が小さいほど、空間と光を歪めます。
ここで光の曲線が非常に重要になります。中性子星のホットスポットが観測結果と一致すると、回転して視界が明るくなると明るさが増し、回転すると暗くなります。これにより、大きな波のある軽いカーブになります。ただし、スペースが歪んでいる場合は、カーブの周りを表示して2番目のホットスポットを見ることができます。その結果、より滑らかで小さな波のある軽いカーブになります。チームには、さまざまなEOSによって予測されたさまざまなサイズの独自の光度曲線を生成するモデルがあります。観測されたものと最もよく一致する光度曲線を選択することにより、彼らは正しいEOSを取得し、忘却の端にある物質の謎を解きます。」
そしてゾンビの星に命を吹き込みます…
元の記事出典：NASAミッションニュース。
