В июне 2017 года на борту Международной космической станции (МКС) был установлен НАСА «Компонент определения состава нейтронных звезд» (NICER). Цель этого прибора - обеспечить высокоточные измерения нейтронных звезд и других сверхплотных объектов, которые находятся на грани коллапса в черные дыры. NICER также будет первым прибором, разработанным для тестирования технологии, которая будет использовать пульсары в качестве навигационных маяков.
Недавно НАСА использовало данные, полученные в течение первых 22 месяцев научных исследований NICER, для создания рентгеновской карты всего неба. В результате получилось прекрасное изображение, похожее на изображение танцоров огня с большой выдержкой, солнечную вспышку от сотен звезд или даже визуализацию всемирной паутины. Но на самом деле каждое яркое пятно представляет источник рентгеновского излучения, в то время как яркие нити - это их пути через ночное небо.
Основная научная цель NICER состоит в том, чтобы он нацеливался и отслеживал космические источники рентгеновских лучей и других энергичных частиц, когда МКС вращается вокруг Земли каждые 93 минуты. Тем не менее, детекторы прибора остаются активными, даже когда на станции «ночью», в течение которых детекторы будут блуждать между целями.
Именно эти данные, собранные во время «ночных ходов» инструмента NICER, вошли в создание образа. Каждая дуга отслеживает движения особенно ярких рентгеновских источников - которые состоят из пульсаров, черных дыр и далеких галактик (помеченных на рисунке выше) - относительно МКС, когда она вращается вокруг Земли.
Яркость каждой точки является результатом времени, которое инструмент NICER потратил, глядя прямо на них, а также дополнительной энергии, которая была подхвачена во время его «ночных ходов». Изображение также показывает рассеянное свечение, которое пронизывает небо даже далеко от ярких источников, что соответствует рентгеновскому фону (XRB).
Между тем, видные дуги связаны с тем, что NICER часто следует по одним и тем же путям между целями, наиболее яркими из которых являются источники, которые NICER регулярно отслеживает. Кит Джендро, главный исследователь миссии в Центре космических полетов имени Годдарда, подытожил важность NICER в недавнем пресс-релизе НАСА:
«Даже при минимальной обработке на этом изображении видна петля Лебедя, остаток сверхновой около 90 световых лет и возраст от 5000 до 8000 лет. Мы постепенно создаем новое рентгеновское изображение всего неба, и, возможно, ночные развертки NICER откроют ранее неизвестные источники ».
Основная задача NICER - определить размер и плотность звездных остатков, таких как нейтронные звезды, с точностью до 5% погрешности. Пульсары, которые являются быстро вращающимися нейтронными звездами, которые выглядят как импульсы (отсюда и название), являются одними из регулярных целей NICER, потому что они идеально подходят для этого типа исследований «радиуса массы».
Эти меры, которые соберет NICER, помогут физикам окончательно разгадать тайну того, какую форму материя принимает внутри ядер этих сверхсжатых объектов. Помимо NICER, пульсары являются основным исследовательским направлением эксперимента Station Explorer для рентгеновской синхронизации и навигационной технологии (SEXTANT), который может помочь в разработке передовых навигационных технологий для космоса.
Как и система GPS, SEXTANT использует точную синхронизацию импульсов рентгеновского излучения пульсара для автономного определения положения и скорости NICER в пространстве. В сочетании с доказанной способностью NICER использовать пульсары в качестве источников синхронизации эта технология может привести к разработке системы навигации в дальнем космосе, которая позволит выполнять полеты по всей Солнечной системе и, возможно, даже по межзвездному пространству.
