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更好的使命集,揭示了中子恒星的秘密

2021-05-24 14:50:16来源:

本艺术家的演绎显示了NASA最近选择作为其下一个探险家的机会的更好/六分称号。56望远镜有效载荷将在国际空间站飞行。

NASA的新任务,中子之星内部成分探险家(更好),旨在揭示制作中子恒星的物理学本质上的最大物体,并展示了一个可以彻底改变美国国家航空航天局的旅行能力的突破性导航技术太阳系。

中子星被称为宇宙的僵尸。它们闪耀,即使他们在技术上已经死了,偶尔会在邻近的星星上喂食太近。有趣的是,这些不寻常的物体,出生在巨大的明星熄灭其燃料并在自己的重力下坍塌时,也可以帮助未来的空间旅行者导航到火星和其他遥远的目的地。

NASA最近选择了一个名为中子星级内部成分探险家(更好)的新特派团,不仅揭示了使中子恒星的物理学在自然界中最大的物体,而且还展示了一个开创性的导航技术,可以彻底改变原子能机构的旅行能力太阳系和超越的远达。

多功能使命,也称为更好/六分为X射线定时和导航技术的站点探险家),包括在紧凑型束,其相关的硅探测器和许多其他先进技术中的56个X射线望远镜。NASA的科学使命董事会的探险者计划和空间技术使命董事会的游戏改变计划正在为特派团的发展做出贡献。

“很少见到你有机会飞行横切实验,”美国宇航局戈德尔德·马里兰州格林贝尔·格林贝尔(Gendbelt)的科学家科学家凯蒂·格登德(Maryland)是领先的更好/担任之领先的发展。“这项实验的时间是正确的。这是我们现在可以做的。“

除了美国宇航局戈达德科学家和工程师外,特派团团队还包括马萨诸塞州技术和商业伙伴,他提供航天硬件。美国海军研究实验室和大学以及加拿大和墨西哥正在提供科学专业知识。

NASA的新探险家机会使命将研究迅速旋转的中子恒星,称为脉冲。美国宇航局的Chandra X射线天文台捕获了Vela Pulsar的这一形象,从地球上约1,000个轻微的年份。

空间站绑定

略大于典型的大学宿舍冰箱,更好/塞克兰人将在2017年的国际空间站(ISS)部署。它将作为外部附加有效载荷作为ISS Express Logistics运营商,用于实验和存储的未加压平台。

X射线仪器的主要目标是更多地了解有关中子恒星的内部成分,大规模恒星的残余物,即在耗尽核燃料后,爆炸和折叠成纽约城的大小的超密集球体。它们的强烈重力粉碎了惊人的物质 - 通常超过阳光含量或至少460,000个地球的1.4倍 - 进入这些城市大小的球,从而创造了宇宙中已知的最密集的对象。只有一茶匙中子星物质将在地球上重达十亿吨。

“一个中子星在物质的阈值上就是存在的 - 如果它被进一步压缩,它将完全崩溃并成为一个黑洞,”南航戈达德科学家担任副校长,“Zaven Arzoumanian说调查员在特派团上。“我们无法在任何实验室创造或研究这件事。有很多关于它是什么以及它的行为如何,而是测试我们模型的唯一方法,了解在这种令人难以置信的压力下,就是研究中子恒星,“他补充说。“我们最接近模拟这些条件的粒子促进剂在光线速度下粉碎在一起。然而,这些碰撞不是一个精确的替代 - 他们只持续分裂第二,它们会产生远高于中子恒星的温度。“

虽然持续父母恒星的核融合火灾熄灭,但中子恒星仍然闪耀着从其爆炸性形成留下的热量,并且从磁场产生的磁场产生的辐射,因为芯塌陷。


想象一下,一种技术可以允许空间旅行者通过行星距离传输每秒数据的千兆字节,或者导航到火星,而超出从旋转中子恒星散发的强大光束。这个概念没有比惨重。事实上,戈达德天体物理学家Keith Gendere和Zaven Arzoumanian计划在国际空间站飞行多用途仪器,以展示两个突破性的导航和通信技术的可行性,并从同一平台收集科学数据,揭示致密物质的物理在中子恒星。

虽然中子恒星发射辐射横跨频谱,但在X射线频段中观察到它们的结构最大,它们的脉冲的最终稳定性是精确的时钟“蜱”,它们举办的高能量,动态现象,包括清真,热核爆炸,以及宇宙中已知的最强大的磁场。

更好的56个望远镜将收集从其巨大强磁场和位于恒星的两个磁极的热点产生的X射线。在这些位置,强烈的磁场从表面出现。当撞击表面时,捕集在磁场下的颗粒雨下来并产生X射线。随着热点旋转进出我们的视线,我们觉得X射线亮度升高。

这种脉动中子恒星的亚组称为pulsars,迅速旋转,从它们的磁极发射强大的光束,随着星星的旋转,就像灯塔一样。在地球上,这些梁被视为闪光的闪光,以间隔从秒到毫秒的间隔闪烁。

由于其可预测的脉动 - 特别是毫米脉冲,这是导航演示的目标 - “它们是极其可靠的天线”,可以提供高精度的定时,就像通过26卫星,军事操作所提供的原子钟信号一样Arzoumanian说,全球定位系统(GPS)是一个以地球轨道削弱的地球轨道传播到太阳系中的地球上为中心的系统。“另一方面,脉冲尔几乎可以在几乎所有可想到的飞行制度,从低地轨道到平时到最深的空间,”格丹德州补充道。

结果,更好/塞克兰特还将展示基于脉冲的导航的可行性。“中子明星科学所需的硬件与基于脉冲的导航所需的相同,”格内德德说。“事实上,特派团的两个目标分享了许多相同的目标和同样的操作概念。差异在后端就如何使用数据。“

为了展示导航技术的生存能力,更好/六分的有效载荷将使用其望远镜在这些强大的光束中检测X射线光子以估计脉冲的到达时间。通过这些测量,系统将使用专门开发的算法将板载导航解决方案拼接在一起。

如果格塞德德说,如果班机均配有这种导航设备,它将能够自主地计算它的位置,独立于美国宇航局的深空网(DSN)。DSN被认为是世界上最敏感的电信系统,允许NASA不断地观察和与行星际航天器沟通。但是,与GP一样,系统是以地为中心的。DSN提供的导航解决方案也降低了进入太阳系的进入太阳系。此外,任务人士表示,特派团必须在网络上分享时间。

“我们对更好/塞克兰人的可能性感到兴奋,”格内德勒补充道。“实验符合关键科学目标,是一款适用于符合各种美国国家航空航天局的技术应用的踏脚石。很少见到你有机会做这样的横切实验。“

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图片:美国宇航局; NASA / CXC / Toronto / M大学。杜兰特,等