Nötron yıldızları, Güneş’in en az sekiz katı kadar kütleye sahip olan bir yıldız öldüğünde oluşan aşırı yüksek yoğunluklardaki küçük cisimlerdir. Ölen yıldız ilk olarak çöker ve yıldızın tam merkezi yakınlarındaki bölge, geri kalan müthiş ağırlık tarafından ezilir. Yıldızın merkez bölgesi o kadar çok sıkıştırılır ki atomlardaki protonlar ve elektronlar nötronlar oluşturmak üzere birleşirler, bu yüzden de bu yoğun, kompakt bölgeye nötron yıldızı adı verilir. Bu nedenle bir nötron yıldızı temelde uzaydaki, sıradan bir atom çekirdeğinden bir milyon trilyon kat daha büyük olan muazzam bir atom çekirdeğidir. Bu tuhaf cisimler bilim insanlarına maddenin aşırı yoğunluklardaki, yeryüzündeki bir laboratuvarda elde etmenin imkansız olduğu fiziksel sırları ortaya çıkaran özel davranış şeklini inceleme imkanı sunuyor. Nötron yıldızının manyetik kutupları yakınındaki sıcak bölgeler, yıldız dönerken X-ışın radyasyonu atımları üretir. Bu nedenle X-ışın emisyonu nötron yıldızlarını araştırmak için iyi bir araçtır. Nötron yıldızları çok yoğun oldukları için çevrelerindeki uzay zamanı saptırırlar. Nötron yıldızının çevresindeki eğri uzay zaman, manyetik kutuplardan gelen X-ışın atımlarının zamanla farklılaşma şeklini değiştirir. Bir nötron yıldızının X-ışın atımlarının zaman değişimini dikkatlice inceleyen astronomlar, prensipte yıldızın çevresindeki uzay zamanın ne kadar büküldüğünü belirleyebilir ve böylece nötron yıldızının yoğunluğunu ölçebilir. Nötron Yıldızı İç Kompozisyon Kaşifi (ya da kısaca NICER), Uluslararası Uzay İstasyonu üzerindeki, ana amacı dönen nötron yıldızlarının X-ışın değişimlerini kesin olarak incelemek ve bu değişimleri yıldızın yoğunluğunu ölçmek üzere kullanmak olan bir X-ışın gözlemevi. NICER şimdi ilk kez, J0030+0451 adı verilen bir nötron yıldızının yoğunluğunu başarıyla ölçtü. Bu nötron yıldızının X-ışın değişimlerinin çok dikkatli şekilde analiz edilmesiyle, NICER verileri J0030+0451’in Güneş’ten yüzde 40 daha ağır, ama yalnızca 24 kilometre kadar genişliğe sahip olduğunu gösteriyor. Bu da J0030+0451’in suyun 100 trilyon katı kadar yoğunluğa sahip olduğu anlamına geliyor. Yani bir çay kaşığı J0030+0451 maddesi, Dünya üzerindeki 8 milyar insanın toplamı kadar kütle içeriyor. NICER gözlemleri aynı zamanda bilim insanlarının nötron yıldızının manyetik alanının şekliyle ilgili sahip oldukları basit resmi de altüst etti. On yıllar boyunca bilim insanları nötron yıldızlarının, Dünya’nın manyetik alanının şekline benzer, zıt yarım kürelerde bir kuzey kutbu ve bir güney kutbu olan basit dipolar manyetik alanlara sahip olduklarını farz ettiler. NICER J0030+0451’in manyetik alanının şeklinin, aynı yarım kürede en az iki kutupla çok daha karmaşık olduğunu gösterdi. J0030+0451’in karmaşık manyetik morfolojisinin neye benzeyebileceğine dair bir görselleştirme yukarıda gösteriliyor. Ders kitaplarını baştan yazmaya başlayabiliriz.
Görsel & Referans: NASA/GSFC