I juni 2017 installerades NASA: s Neutron Star Interior Composition Explorer (NICER) ombord på den internationella rymdstationen (ISS). Syftet med detta instrument är att tillhandahålla högprecisionsmätningar av neutronstjärnor och andra supertäta föremål som är på väg att kollapsa i svarta hål. NICER är också det första instrumentet som är utformat för att testa teknik som kommer att använda pulsars som navigationsfyrar.
Nyligen använde NASA data som erhållits från NICER: s första 22 månader av vetenskapliga operationer för att skapa en röntgenkarta över hela himlen. Det som resulterade i var en härlig bild som ser ut som en lång exponering av elddansare, solfärgningsaktivitet från hundratals stjärnor eller till och med en visualisering av webben. Men i själva verket representerar varje ljuspunkt en röntgenkälla medan de ljusa filamenten är deras vägar över natthimlen.
Det primära vetenskapliga målet för NICER kräver att det riktar sig och spårar kosmiska källor till röntgenstrålar och andra energiska partiklar när ISS kretsar runt jorden var 93: e minut. Instrumentets detektorer förblir emellertid aktiva även om det är "nattetid" ombord på stationen, under vilken tid detektorerna kommer att vandra mellan mål.
Det var dessa data som samlats in under NICER-instrumentets ”nattdrag” som gick in i bilden. Varje båge spårar rörelserna från särskilt ljusa röntgenkällor - som består av pulsars, svarta hål och avlägsna galaxer (märkta på bilden ovan) - relativt ISS när den kretsar runt jorden.
Ljusstyrkan för varje punkt är resultatet av den tid som NICER-instrumentet tillbringade att titta direkt på dem, liksom all extra energi som samlades upp under dess "nattflytt". Bilden avslöjar också en diffus glöd som genomsyrar himlen till och med långt borta från de ljusa källorna, vilket motsvarar röntgenbakgrunden (XRB).
De framstående bågarna beror emellertid på att NICER ofta följer samma vägar mellan mål, varav de ljusaste är källor som NICER regelbundet övervakar. Keith Gendreau, uppdragets huvudutredare vid NASA: s Goddard Space Flight Center, sammanfattade vikten av NICER i ett nyligen pressmeddelande från NASA:
”Även med minimal bearbetning avslöjar denna bild Cygnus-slingan, en supernova-rest som är ungefär 90 ljusår och anses vara 5 000 till 8 000 år gammal. Vi bygger gradvis upp en ny röntgenbild av hela himlen, och det är möjligt att NICERs sopar på natten kommer att avslöja tidigare okända källor. "
NICER: s primära uppgift är att bestämma storleken och tätheten av stjärnrester som neutronstjärnor till en felgräns på 5%. Pulsars, som är snabbt snurrande neutronstjärnor som verkar puls (därav namnet), hör till NICER: s regelbundna mål eftersom de är idealiskt anpassade till denna typ av ”massradie” -forskning.
Dessa åtgärder som NICER samlar kommer att hjälpa fysiker att äntligen lösa mysteriet om vilken form materia tar in i kärnorna i dessa superkomprimerade föremål. Bortsett från NICER är pulsars det primära forskningsfokus för Station Explorer för röntgentiming och navigeringsteknologi (SEXTANT) -experimentet, vilket kan hjälpa till i utvecklingen av banbrytande navigeringsteknologi för rymden.
Liksom ett GPS-system använder SEXTANT den exakta tidpunkten för pulsar röntgenpulser för att självständigt bestämma NICERs position och hastighet i rymden. Tillsammans med NICERs beprövade förmåga att använda pulsars som tidkällor kan denna teknik leda till utvecklingen av ett djuputrymmesnavigationssystem som möjliggör uppdrag i hela solsystemet, och eventuellt till och med interstellar utrymme.
