ستاره نوترونی چیست و تحقیقات جدید ناسا
تعریف ساده ستاره نوترونی
ستاره نوترونی ستاره هاي در حال مرگي هستند كه به نظر ميرسند تقريبا از هر طبقه‌بندي حذف میباشند! آنها كوچك و بسيار چگال و با قطر تقريبا 20 كيلومتر و جرم تقريبا 1.5 برابر خورشيد ما هستند. از این رو يك قاشق چايخوري از اين ستاره ها بر روي زمين وزني تقريبا برابر 100 ميليون تن خواهد داشت!!!
آنها همچنين با سرعتي بسيار زياد حول محور خود گردش ميكنند. سرعتي حدود 700 بار در ثانيه! و طبق تحقيقي جديد خاصيتي بسيار باور نكردني ديگر در مورد آنها کشف شد. سطح بيروني اين ستاره هاي متلاشي میباشد و احتمال ميرود كه 10 ميليارد بار قويتر از فولاد يا هر آلياژ ديگر زميني باشد.
اين ستاره ها، ستاره هاي عظيمي هستند كه نيروي جاذبه اي بسيار زياد را از خود نشان ميدهند و تنها اجرامي كه بيشتر از اين ستاره ها چگال و متراكم هستند، سياه چاله ها هستند.
دانشمندان مايلند ساختار اين ستاره ها را درك كنند زيرا اختلالات سطحي و كوهستانهاي روي پوسته آنها امكان دارد امواج گرانشي تابش كرده و به ترتيب ميتوانند در بعد چهارم( زمان ) ناهماهنگي ايجاد كنند. به خاطر فشار زياد، عيوب ساختاري و ناخالصي هايي كه چيزهايي مثل صخره ها و فولاد را سست ميكنند. احتمال اينكه كريستال هايي كه در طول دوره تشكيل عناصر به وجود مي آيند، تغيير شكل دهند كمتر است. اين پوسته ميتواند فشار خرد شدني 10 ميليارد برابر فشاري كه براي قالب زني فولاد به كار ميرود را تحمل كند.
تحقیقات ناسا
در اواخر سال ۲۰۰۲ میلادی، یک تیم تحقیقاتی با همراهی ناسا به سرپرستی خانم J. Cotton مطالعاتی را در مورد یک ستاره نوترونی به همراه یک ستاره همدم به نام ۰۷۴۸۶۷۶ EXO انجام داد. این گروه برای مطالعهٔ این ستاره دو تایی که در فاصلهٔ ۳۰۰۰۰ سال نوری از زمین قرار دارد. از یک ماهواره مجهز به اشعه ایکس بهره برد (این ماهواره متعلق به آژانس فضایی اروپا است و XMMX- ray Multi Mirror نیوتن نام دارد).
هدف این تحقیق تعیین ساختار ستاره نوترونی با استفاده از تأثیرات جاذبهٔ زیاد ستاره بر روی نور بود.
با توجه به نظریهٔ نسبیت عام نوری که از یک میدان جاذبهٔ زیاد عبور کند، مقداری از انرژی خود را از دست می‌دهد. این کاهش انرژی به صورت افزایش طول موج نور نمود پیدا می‌کنند. به این پدیده انتقال به قرمز می‌گویند.
این گروه برای نخستین بار انتقال به قرمز نور گذرنده از اتمسفر بسیار بسیار نازک یک ستاره نوترونی را اندازه‌گیری کردند. جاذبهٔ عظیم ستاره نوترونی باعث انتقال به قرمز نور می‌شود که میزان آن به مقدار جرم ستاره و شعاع آن بستگی دارد. تعیین مقادیر جرم و شعاع ستاره می‌تواندمحققان را در پیداکردن فشار درونی ستاره یاری کند. با آگاهی از فشار درونی ستاره منجمان می‌توانند حدس بزنند که داخل ستاره نوترونی فقط متشکل از نوترونهاست یا ذرات ناشناختهٔ دیگر را نیز شامل می‌شود.
نتیجه مطالعات
این گروه تحقیقاتی پس از انجام مطالعات و آزمایش‌ها خود دریافتند که این ستاره تنها باید از نوترون تشکیل شده باشد؛ و در حقیقت طبق مدل‌های کوارکی، ذره دیگری جز نوترون در آن وجود ندارد.
در حین این مطالعه و برای بررسی تغییرات طیف پرتوهای ایکس، یک منبع پرقدرت اشعه ایکس لازم بود. انفجارهای هسته‌ای (Thermonuclear Blasts) که بر اثر جذب ستاره همدم توسط ستاره نوترونی ایجاد می‌شود.همان منبع مورد نیاز برای تولید اشعهٔ ایکس بود. ستاره نوترونی به سبب جرم زیاد و به دنبال آن جاذبهٔ قوی، مواد ستاره همدم را به سوی خود جذب می‌کرد. طیف پرتوهای ایکس تولید شده پس از عبور از جو بسیار کم ستاره نوترونی که از اتم‌های آهن فوق یونیزه شده تشکیل شده بود توسط ماهواره XMM-نیوتن مورد بررسی قرار گرفتند.
نکتهٔ قابل توجه این است که در آزمایش‌های قبلی که توسط گروه دیگری انجام شده بود تحقیقات بر روی ستاره‌ای متمرکز بود که میدان مغناطیسی بزرگی داشت و چون میدان مغناطیسی نیز بر روی طیف نور تأثیرگذار است تشخیص اثر نیروی جاذبهٔ ستاره بر روی طیف نور به‌طور دقیق امکان‌پذیر نبود؛ ولی ستاره مورد نظر دارای میدان مغناطیسی ضعیفی بود که اثر آن از اثر نیروی جاذبه قابل تشخیص بود.
