Pulsar jako detektor hmoty. Kredit: Bill Saxton (NRAO/AUI/NSF).

Není to tak dávno, co byly pulzary, které pozorujeme v okolním vesmíru, se svými pulzy přesnější než nejlepší pozemské atomové hodiny. Soudobé špičkové atomové hodiny už sice pulzary porážejí, ale přesnost pulzarů, coby zcela přírodní objekty, je stále hodna obdivu. Nad pulzary můžeme žasnout, a také je můžeme využít k pozoruhodnému výzkumu.

John LoSecco. Kredit: University of Notre Damme.

Vědci detailně monitorují vybrané pulzary a sestavují z nich virtuální galaktické pulzarové detektory (Pulsar Timing Array). Je to náročná práce, protože pulzary a pozemští pozorovatelné neexistují jen tak ve vzduchoprázdnu. Mnoho pulzarů se nachází ve dvojhvězdných systémech, kde se obíhají s hvězdným partnerem, Země obíhá kolem Slunce a tak dál. Všechny tyto pohyby je nutné odfiltrovat, aby zbyly jen signály pulzarů.

Virtuální pulzarové systémy nabízejí překvapivě široké využití. Asi nejznámější jsou soustavy milisekundových pulzarů, které umožňují detekovat a analyzovat gravitační vlny o dlouhé vlnové délce. V současné době ve světě pracuje pět aktivních pulzarových detektorů: australský Parkes Pulsar Timing Array, evropský European Pulsar Timing Array, americký North American Nanohertz Observatory for Gravitational Waves (NANOGrav), indický Indian Pulsar Timing Array a čínský Chinese Pulsar Timing Array. Také se připravuje jihoafrický MeerKAT Pulsar Timing Array. Všechny tyto projekty získávají data z výkonných radioteleskopů.

Logo. Kredit: University of Notre Damme.

John LoSecco z americké University of Notre Dame počítá s tím, že pulzarové detektory bude možné využít pro detekci neviditelných hmotných objektů či struktur v Mléčné dráze. Nedávno si tím vystoupil na konferenci National Astronomy Meeting ve Velké Británii. Vychází z toho, že když mezi pulzarem a námi projde hmotný objekt, dojde k protažení pulzu pulzaru. Pokud by šlo o objekt o hmotnosti Slunce, bude to zpoždění asi o 10 mikrosekund. Pro člověka je to nerozlišitelné, ale pro extrémně přesný systém, jako je pulzarový detektor, to je citelné.

LoSecco uvádí, že v katalogu 65 milisekundových pulzarů, monitorovaných až 10 tisíc dní, mají 12 kandidátů na takové události. Někteří z nich jsou statisticky velmi zřetelní. Pokud jde o hmotu objektů, které tyto události vyvolaly, není příliš velká, tedy na vesmírné poměry. V jednom případě jde o jednu pětinu hmoty Slunce.

Otázkou samozřejmě je, co jsou takto detekované objekty, pokud existují, zač. LoSecco diplomaticky hovoří o „koncentracích hmoty.“ Mohou to být masivní potulné planety či malé hvězdné objekty, jako hnědí či bílí trpaslíci. Také to prý mohou být chuchvalce temné hmoty, které si jen tak poletují Mléčnou dráhou. Výzkum je v plném proudu, časem se určitě dozvíme víc.

Video: Gravitational Wave Background | Scientists use a living laboratories called pulsar timing arrays

Literatura

Royal Astronomical Society 15. 7. 2024.

IFL Science 16. 7. 2024.