El Explorador de Composición Interior de Estrellas de Neutron de la NASA, o NICER, es un telescopio de rayos X lanzado en un cohete SpaceX Falcon 9 a principios de junio de 2017. Instalado en la Estación Espacial Internacional, a mediados de julio comenzará su trabajo científico - Objetos astrofísicos conocidos como estrellas de neutrones y examinar si podrían ser utilizados como balizas de navegación en el espacio profundo para futuras generaciones de naves espaciales.
¿Qué son las estrellas de neutrones? Cuando las estrellas al menos ocho veces más masivas que el Sol agotan todo el combustible en su núcleo a través de reacciones de fusión termonuclear, la presión de la gravedad hace que se derrumben. La explosión de supernova que los resultados eyecta la mayor parte del material de la estrella en los confines del espacio. Lo que queda forma una estrella de neutrones o un agujero negro.
Estudio las estrellas de neutrones debido a su rica gama de fenómenos astrofísicos y las muchas áreas de la física a la que están conectados. Lo que hace a las estrellas de neutrones extremadamente interesantes es que cada estrella es aproximadamente 1,5 veces la masa del Sol, pero sólo unos 25 km de diámetro - el tamaño de una sola ciudad. Cuando se abarca esa masa en un volumen tan pequeño, la materia está más densamente envuelta que la de un núcleo atómico. Así, por ejemplo, mientras que el núcleo de un átomo de helio tiene sólo dos neutrones y dos protones, una estrella de neutrones es esencialmente un solo núcleo formado por 1057 neutrones y 1056 protones.
La física exótica imposible en la Tierra
Podemos utilizar las estrellas de neutrones para investigar las propiedades de la física nuclear que no pueden ser investigadas en los laboratorios de la Tierra. Por ejemplo, algunas teorías actuales predicen que las partículas exóticas de la materia, tales como hyperons y quarks deconfined, pueden aparecer en las altas densidades que están presentes en las estrellas de neutrones. Las teorías también indican que a temperaturas de mil millones de grados Celsius, los protones en la estrella de neutrones se convierten en superconductores y los neutrones, sin carga, se vuelven superfluidos.
El campo magnético de las estrellas de neutrones es también extremo, posiblemente el más fuerte en el universo, y miles de millones de veces más fuerte que cualquier cosa creada en laboratorios. Si bien la gravedad en la superficie de una estrella de neutrones puede no ser tan fuerte como la de un agujero negro, las estrellas de neutrones aún crean distorsiones importantes en el espacio-tiempo y pueden ser fuentes de ondas gravitatorias, Y confirmado de los agujeros negros por los experimentos de LIGO recientemente.
El objetivo principal de NICER es medir con exactitud la masa y el radio de varias estrellas de neutrones y, aunque el telescopio observará otros tipos de objetos astronómicos, aquellos de nosotros que estudian las estrellas de neutrones esperan que NICER nos proporcione ideas únicas sobre estos fascinantes objetos y Su física. NICER medirá cómo el brillo de una estrella de neutrones cambia de acuerdo con su energía, y cómo cambia a medida que gira la estrella, revelando diferentes partes de la superficie. Estas observaciones serán comparadas con modelos teóricos basados en propiedades de la estrella tales como masa y radio. Las determinaciones exactas de la masa y el radio proporcionarán una prueba vital de la teoría nuclear.
Un GPS para el espacio profundo
Otro aspecto de las estrellas de neutrones que podrían resultar importantes para el futuro viaje espacial es su rotación, y esto también será probado por NICER. Las estrellas de neutrones giratorias, conocidas como pulsares, emiten haces de radiación como un faro y se ven que giran tan rápido como 716 veces por segundo. Esta velocidad de rotación en algunas estrellas de neutrones es más estable que los mejores relojes atómicos que tenemos en la Tierra. De hecho, esta característica de las estrellas de neutrones llevó al descubrimiento de los primeros planetas fuera de nuestro sistema solar en 1992 - tres planetas del tamaño de la Tierra que giran alrededor de una estrella de neutrones.
La misión NICER, que utiliza una parte del telescopio llamado SEXTANT, pondrá a prueba si la extraordinaria regularidad y estabilidad de la rotación de las estrellas de neutrones podría utilizarse como una red de balizas de navegación en el espacio profundo. Las estrellas de neutrones podrían servir así como satélites naturales que contribuyen a un Sistema de Posicionamiento Galáctico (y no Global) y podrían ser confiados por futuras naves tripuladas y no tripuladas para navegar entre las estrellas.
NICER operará durante 18 meses, pero se espera que la NASA continúe apoyando su operación después, especialmente si puede cumplir sus ambiciosos objetivos científicos. Espero que también, porque NICER combina y mejora en gran medida las capacidades invaluables de la nave espacial de rayos X anterior - RXTE, Chandra, y XMM-Newton - que se utilizan para descubrir los misterios de las estrellas de neutrones y revelar las propiedades de la física fundamental.
La primera estrella de neutrones, un pulsar, fue descubierta en 1967 por Jocelyn Bell Burnell. Sería conveniente obtener un avance en las estrellas de neutrones en este año del 50º aniversario.
https://spaceplace.nasa.gov
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