Το επερχόμενο διαστημικό τηλεσκόπιο Nancy Grace Roman της NASA αναμένεται να αλλάξει τα δεδομένα στην αστρονομία, αποκαλύπτοντας έναν τεράστιο, κρυμμένο πληθυσμό αστεριών νετρονίων που παραμένουν αόρατα στον Γαλαξία μας. Μέσω της ανίχνευσης ανεπαίσθητων μεταβολών στο φως των άστρων που προκαλούνται από τη βαρύτητα, η αποστολή μπορεί να ταυτοποιήσει και να «ζυγίσει» μεμονωμένα αστέρια νετρονίων που διαφορετικά θα ήταν αδύνατο να εντοπιστούν.
Οι αστρονόμοι πιστεύουν εδώ και καιρό ότι ο Γαλαξίας μας είναι γεμάτος από αστέρια νετρονίων, τα εξαιρετικά πυκνά απομεινάρια που μένουν πίσω όταν εκρήγνυνται μαζικά αστέρια. Το πρόβλημα είναι ότι τα περισσότερα από αυτά τα αντικείμενα είναι σχεόν αδύνατο να θεαθούν με συμβατικά μέσα. Μια νέα μελέτη που δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Astronomy and Astrophysics υποδηλώνει ότι το τηλεσκόπιο Roman μπορεί τελικά να είναι σε θέση να αποκαλύψει μερικά από αυτά.
Πώς το Roman θα εντοπίσει τα αόρατα αστέρια
Τα αστέρια νετρονίων περιέχουν περισσότερη μάζα από τον Ήλιο, συμπιεσμένη σε ένα αντικείμενο που έχει περίπου το μέγεθος μιας πόλης. Οι επιστήμονες τα μελετούν για να κατανοήσουν καλύτερα πώς εξελίσσονται τα αστέρια, πώς εκρήγνυνται και πώς διανέμουν βαριά στοιχεία σε όλο το σύμπαν. Προσφέρουν επίσης μια σπάνια ευκαιρία να διερευνηθεί η ύλη υπό τις πιο ακραίες συνθήκες πίεσης και πυκνότητας.
Τα περισσότερα αστέρια νετρονίων παραμένουν κρυμμένα, εκτός αν εμφανίζονται ως πάλσαρ που εκπέμπουν ραδιοκύματα ή λάμπουν έντονα στις ακτίνες Χ. Ακόμη και τα πιο ισχυρά τηλεσκόπια μπορούν να παραλείψουν μεμονωμένα αστέρια νετρονίων που παράγουν ελάχιστο ή καθόλου ανιχνεύσιμο φως. Το τηλεσκόπιο Roman θα μπορούσε να τα βρει έμμεσα μέσω του φαινομένου του βαρυτικού μικροφακού (microlensing).
Όταν ένα αντικείμενο μεγάλης μάζας, όπως ένα αστέρι νετρονίων, περνά μπροστά από ένα πιο απομακρυσμένο αστέρι, η βαρύτητά του κάμπτει και μεγεθύνει το φως του άστρου στο παρασκήνιο. Αυτό το φαινόμενο κάνει προσωρινά το μακρινό αστέρι να φαίνεται φωτεινότερο και ελαφρώς μετατοπισμένο στον ουρανό.
Η δύναμη της αστρομετρίας
Ενώ πολλά τηλεσκόπια μπορούν να ανιχνεύσουν τη σύντομη φωτεινότητα που προκαλείται από το microlensing, το Roman αναμένεται να κάνει πολύ περισσότερα. Το αστεροσκοπείο θα μετρήσει με ακρίβεια τόσο την αύξηση της φωτεινότητας όσο και τη μικροσκοπική μετατόπιση της θέσης του άστρου στο παρασκήνιο.
«Αυτό που είναι πραγματικά εντυπωσιακό στη χρήση του microlensing είναι ότι μπορείτε να λάβετε απευθείας μετρήσεις μάζας», δήλωσε ο συν-συγγραφέας της μελέτης Peter McGill από το Εθνικό Εργαστήριο Lawrence Livermore. «Η φωτομετρία μας λέει ότι κάτι πέρασε μπροστά από το αστέρι, αλλά είναι η ποσότητα της μετατόπισης της θέσης του άστρου που μας αποκαλύπτει πόσο μαζικό είναι αυτό το αντικείμενο. Μετρώντας αυτή τη μικροσκοπική απόκλιση στον ουρανό, μπορούμε να ζυγίσουμε απευθείας κάτι που διαφορετικά είναι αόρατο».
Λύνοντας τα μυστήρια των αστεριών νετρονίων
Οι παρατηρήσεις του Roman θα μπορούσαν να βοηθήσουν τους επιστήμονες να απαντήσουν σε σημαντικά ερωτήματα σχετικά με τα αστέρια νετρονίων και τις μαύρες τρύπες, συμπεριλαμβανομένου του αν υπάρχει ένα πραγματικό χάσμα μεταξύ των μαζών τους. Η αποστολή μπορεί επίσης να αποκαλύψει πόσο γρήγορα ταξιδεύουν τα αστέρια νετρονίων στον γαλαξία.
Οι ερευνητές ενδιαφέρονται ιδιαίτερα για τα ισχυρά «λακτίσματα» που δέχονται τα αστέρια νετρονίων κατά τη διάρκεια των εκρήξεων σουπερνόβα. Αυτά τα βίαια γεγονότα μπορούν να τα εκτοξεύσουν στο διάστημα με ταχύτητες εκατοντάδων χιλιομέτρων το δευτερόλεπτο. Η ομάδα σχεδιάζει να χρησιμοποιήσει τη μελλοντική έρευνα Galactic Bulge Time Domain Survey του Roman, η οποία θα παρατηρεί επανειλημμένα εκατομμύρια αστέρια σε τεράστια τμήματα του ουρανού.
«Θα πιάσουμε δουλειά μόλις αρχίσουν να έρχονται τα δεδομένα», δήλωσε ο McGill. «Ακόμη και στους πρώτους μήνες μετά τη λειτουργία του, περιμένουμε να αρχίσουν να εντοπίζουμε ελπιδοφόρα γεγονότα».