Zvětšit obrázek

Vesmírny teleskop FERMI (NASA), ktorý mapuje oblohu v spektrálnej oblasti gama odhalil v súhvezdí Cefeus, v plynno-prahovom pozostatku po supernove CTA 1, pulzar. Na rozdiel od iných pulzarov ho nedokážeme registrovať v inej spektrálnej oblasti, než v gama žiarení. Predstavuje nový typ pulzaru, alebo len lúče žiarenia s väčšou vlnovou dĺžkou míňajú Zem?
Kredit: NASA, Pineault, DRAO

Každých 316,86 milisekúnd, čiže trikrát za sekundu zasiahne Zem gama lúč, žiariaci z oblasti súhvezdia Cefeus. Jeho zdrojom je pulzar 2EG J0008+7307, ktorý sa nachádza v expandujúcom plynno-prachovom oblaku CTA 1. Predstavuje zvyšok po výbuchu supernovy, ktorá explodovala pred 10 000 rokmi vo vzdialenosti asi 4 600 svetelných rokov od Zeme. Pulzar patrí medzi najnovšie objavy vesmírneho teleskopu Fermi (NASA), ktorý v priebehu každých troch minút zmapuje celú oblohu v spektrálnej oblasti gama žiarenia, pričom registruje fotóny s energiou milióny až miliardy krát vyššou, než je energia fotónov viditeľného svetla.

Hoci doposiaľ poznáme už okolo 1800 pulzarov, ten v CTA 1 nezodpovedá žiadnemu zatriedeniu, pretože ho zachytávame výlučne len v spektre vysokoenergetického gama žiarenia. Záblesky väčšiny pulzarov registrujeme v oblasti rádiových vĺn, len niektoré aj v iných energetických pásmach, ako napríklad viditeľné svetlo, či röntgenové žiarenie. Astronómovia NASA vypočítali, že energia, ktorú pulzar v CTA 1 vyžaruje, asi 1000 krát prevyšuje žiarenie nášho Slnka. Z presných meraní  teleskopu Fermi vedci skladajú puzzle informácií o jeho rotačnej perióde (spomínaných cca 317 milisekúnd),  ktorá sa podľa výpočtov predĺži po každých 87 000 rokov o jednu sekundu. Dôvodom sú prúdy nabitých častíc, ktoré sa obrovskými rýchlosťami, približujúcimi sa rýchlosti svetla, uvoľňujú pozdĺž siločiar z oblastí magnetických pólov neutrónovej hviezdy a odnášajú časť jej rotačnej energie.

Samotná explózia supernovy nemusí byť symetrická. Vtedy sa pulzar (gravitačne skolabované hviezdne torzo) nenachádza v strede rozpínajúcej sa bubliny hmoty, vyvrhnutej z povrchu pôvodnej explodujúcej hviezdy. Pri nesymetrickom výbuchu sa mu totiž ujde jednostranný kopanec, teda impulz, ktorý ho vymrští  veľkou rýchlosťou do určitého smeru. Prihodilo sa to aj pulzaru v CTA 1, ktorý sa vďaka tomu rúti priestorom rýchlosťou okolo 1 a pol milióna kilometrov za hodinu.    

Animácia rotujúceho pulzaru . Znázorňuje dipólové magnetické pole neutrónovej hviezdy. Pozdĺž otvorených siločiar sa z polárnych oblastí uvoľňuje prúd urýchľovaných nabitých častíc a lúče intenzívneho elektromagnetického žiarenia. Zväčša rádiového, ale niekedy aj s vyššími energiami – viditeľné svetlo, röntgenové lúče, až po gama žiarenie.

Zvětšit obrázek

Príklady 3 pulzarov a ich registrácie v rôznych oblastiach elektromagnetického spektra. Novoobjavený pulzar v CTA 1 registrujeme, na rozdiel od týchto troch príkladov, výlučne v oblasti žiarenia gama.
Zdroj: NASA

Väčšina správ hovorí o tomto pulzare ako o novom type gama-pulzaru. Otvorenou však ostáva otázka, či emisný kužeľ gama žiarenia príslušnej neutrónovej hviezdy nie je len širší než sú lúče s nižšou energiou, najmä lúče rádiových vĺn. Potom fakt, že ich neregistrujeme môže byť len dôsledkom, že sa nenachádzame v ich „zábere“.

Pulzar je keď:
Každý pulzar je neutrónovou hviezdou. Každá neutrónová hviezda je gravitačne skolabovaným zvyškom masívnej hviezdy (1,4 až 3 x hmotnosť Slnka), ktorá svoju hviezdnu kariéru ukončila najefektnejším galapredstavením – explóziou supernovy. Neutrónová hviezda je nepredstaviteľne hustá – niekoľko sto biliónov krát hustejšia ako Slnko, ale aj rotuje závratnou rýchlosťou – doba jednej obrátky „mladého“ pulzaru trvá desatiny, alebo len tisíciny sekundy. Na svedomí to má zákon zachovania momentu hybnosti a gravitačný kolaps pôvodne obrovského telesa, väčšieho (a hmotnejšieho) než je Slnko, na teleso s priemerom niekde medzi 12 a 25 km. V ňom je uväznené aj pôvodné magnetické pole zmrštené do extrémne silného dipólu – asi bilión krát silnejšieho než je geomagnetické pole našej planéty. Kombinácia silného magnetického poľa a rýchlej rotácie generuje silné elektrické pole s potenciálom v biliónoch voltov.  Nabité častice sú v takomto elektrickom poli urýchľované na obrovské rýchlosti blízke rýchlosti svetla a pozdĺž otvorených siločiar v magnetických póloch neutrónovej hviezdy sú v podobe fokusovaného kužeľa  vyvrhované do priestoru. Tieto procesy, spolu s interakciami polárnych prúdov s okolitou plazmou generujú intenzívne elektromagnetické žiarenie s rôznou frekvenciou – od rádiových vĺn až po gama lúče. Z oblasti magnetického pólu vyžaruje do priestoru ako silný reflektor. Pretože os dipólového magnetického poľa je odklonená od rotačnej osi, neutrónová hviezda pôsobí ako dvojitý maják. Ak niektorý z oboch lúčov elektromagnetických vĺn pravidelne zasahuje zorné pole špeciálnych astronomických teleskopov, pozorovatelia si na konto pripisujú objav nového pulzaru.

(Jednoducho, no po anglicky o jednotlivých typoch pulzarov)

Pramen: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

NASA News

NASA – stránka o pulzaroch