Zvětšit obrázek

Průvodce neutronové hvězdy se vyvinul v rudého obra . Materiál z jeho povrchu přetéká na neutronovou hvězdu, čímž ji urychluje. Systém září jako rentgenová dvojhvězda.
(Kredit – Bill Saxton, NRAO)

Pulsary jsou závěrečným stádiem života těžkých hvězd, které po vyčerpání nukleárního paliva explodují jako supernovy a do okolního prostoru odvrhnou plynnou obálku. Zbývající hmota se zhroutí do velmi malého objemu, ve kterém panují extrémně vysoké hustoty. Enormní tlak dokonce zmáčkne elektrony a protony tak, že z nich vzniknou neutrony. Tento hvězdný pozůstatek se nazývá neutronová hvězda, protože je tvořen právě jenom neutrony.

Rotující neutronové hvězdy vysílají rádiové či viditelné záření ve dvou protilehlých, úzkých kuželích. Pokud takový kužel protíná směr k nám, pozorujeme objekt, který se nazývá pulsar. Pulsary obvykle se obvykle otočí kolem své osy několikrát za sekundu či minutu. Jejich rotace se navíc časem zpomaluje.

Existuje ale zvláštní skupina tzv. milisekundových pulsarů, které rotují nesrovnatelně rychleji. Tito exoti se vyskytují ve hvězdných párech. V takovém páru hmota z průvodce pulsaru přetéká na neutronovou hvězdu. Tento materiál na ni dopadá v oblasti rovníku, čímž předává část své orbitální energie na urychlení rotace pulsaru. První – a shodou okolností doposud nejrychlejší milisekundový pulsar – byl objeven už před 24 roky. Rotuje s frekvencí 642 Hz.

Pulsar na hranici

Nedávno oznámili astronomové pod vedením Jasona Hesselse, studenta z McGill University v Montrealu, objev nového rekordmana. Pulsar s označením PSR J1748-2446ad se kolem vlastní osy otočí 716krát za sekundu. Kromě toho, že se jedná o nejrychleji rotují pulsar, je zajímavý také tím, že rychlost jeho rotace překročila „magickou“ hranici 700 Hz. Teoreticky mohou pulsary rotovat i rychleji – s frekvencemi mezi 1000 až 2000 Hz. Podle současných modelů ale při takových frekvencích vyzařují gravitační vlny, které jejich rotaci zpětně brzdí. „Pokud zvýšíte rychlost rotace jen o trochu, (pulsar) vyzařuje mnohem silnější gravitační vlny,“ uvádí Bryan Jacoby, odborník na pulsary z National Research Council ve Washingtonu, který není členem týmu. Jelikož dosud nebyl znám pulsar s frekvencí vyšší než 700 Hz, domnívali se teoretici, že toto je hranice, kterou velmi efektivně udržuje právě výše zmíněný mechanismus.

Zvětšit obrázek

Akrece hmoty skončila, z neutronové hvězdy se stal milisekundový pulsar. Jeho silný „vítr“ eroduje průvodce, který může záření pulsaru zakrývat.
(Kredit – Bill Saxton, NRAO)

Podle výpočtů astronomů nemůže takto rychle rotující pulsar být větší než 30 km v průměru. „Kdyby byl větší, materiál z jeho povrchu by byl vymrštěn na oběžnou dráhu kolem hvězdy,“ vysvětluje Jason Hessels. Výpočet předpokládá, že hmotnost samotného pulsaru nepřevyšuje dvě hmotnosti našeho Slunce, což je předpoklad založený na známých hmotnostech jiných neutronových hvězd. Kolem pulsaru obíhá každých 26 hodin hvězda, která ho na 40% této doby zakrývá, pravděpodobně protože je její atmosféra „nafouknutá“. A právě zde je kámen úrazu.

Zvětšit obrázek

Obří rádiový teleskop Green Bank Telescope objevil řadu milisekundových pulsarů.
(kredit – NRAO)

Za normálních okolností by totiž bylo možno tento dvojhvězdný systém zvážit. Dlouhá zatmění to ale znesnadňují. V opačném případě by mohli astronomové určit přesněji horní limit rozměrů pulsaru. „To by nám nakonec poskytlo lepší obrázek o skutečné hustotě hmoty uvnitř neutronové hvězdy,“ vysvětluje Ingrid Stairs z University of British Columbia, která je rovněž členkou týmu.

Dlouhá zatmění jsou zřejmě také příčinou, proč byl takto rychlý pulsar objeven až nyní. Objevitelé se domnívají, že by mohli být schopni detekovat ještě rychlejší pulsary. Ty jsou ale „schovány“ podobnými zatměními.

Úrodná hvězdokupa

Pulsar byl objeven v kulové hvězdokupě Terzan 5, která leží ve vzdálenosti 28 tisíc světelných roků od nás ve směru souhvězdí Střelce. A je to velmi „úrodná“ část galaxie, protože zde až doposud astronomové nalezli 33 milisekundových pulsarů. V žádné jiné hvězdokupě jich nebylo detekováno takové množství. Scott Ramson (National Radio Astronomy Observatory), který je rovněž členem týmu a většinu těchto pulsarů objevil, vysvětluje, že husté kulové hvězdokupy jsou ideálními místy pro hledání těchto extrémně rotujících hvězd: „v hustých kupách vzniká interakcemi mezi hvězdami více dvojhvězd, které pak mohou produkovat více rychle rotujících pulsarů.“. Hustoty hvězd v kulových hvězdokupách jsou vysoké a tak je mnohem více pravděpodobné, že dojde k zachycení hvězdy. Takový zachycený průvodce pak vlastní hmotou urychluje – podle výše zmíněného scénáře – rotaci pulsaru.

Objev tohoto i dalších milisekundových pulsarů byl učiněn prostřednictvím obřího 100m rádiového dalekohledu Green Bank Telescope v Západní Virginii (USA). Tento velmi citlivý přístroj snímá tisíc rádiových kanálů 12500krát za sekundu. Výsledkem je enormní množství dat – 5000 až 6000 gigabajtů každou noc. K jejich zpracování je nutno využít superpočítače.

Zdroje:
National Radio Astronomy Observatory
Science Express
NewScientist.Com
Sky & Telescope