Pulsar

Pulsary jsou rotující neutronové hvězdy, které vyzařují elektromagnetické záření. Intenzita záření se pro vzdáleného pozorovatele pravidelně mění, pravděpodobně v souvislosti s rotací hvězdy. Jedná se o takzvaný majákový efekt.

Werner Becker z Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik řekl v roce 2006,

„Teorie o tom, jak pulsary vyzařují svoji radiaci, je stále v počátcích, a to už po čtyřiceti letech práce… Existuje mnoho modelů, ale žádná přijatá teorie. … Teprve poslední poznatky nám umožňují vytvoření přesnější představy o vyzařování neutronových hvězd.“^[1]

Objev

Animace rotující neutronové hvězdy

Záznam radiového signálu prvního objeveného pulsaru, později označeného PSR B1919+21

První pulsar objevili v roce 1967 Jocelyn Bellová Burnellová a Antony Hewish z Univerzity v Cambridgi.^[2] Protože byli původně popletení nepřirozeně pravidelným vyzařováním pulsaru, nazvali svůj objev LGM-1 (jako little green men = malí zelení mužíčci); později pulsar nazvali PSR 1919+21. Slovo pulsar je složenina z „pulsating star“ (pulzující hvězda) a poprvé se objevilo v roce 1968:

Úplně nový druh hvězdy… začala zářit loni 6. srpna a… astronomové jí začali říkat LGM. Teď… se myslí, že je to typ hvězdy mezi bílým trpaslíkem a neutronovou hvězdou. Slovo pulsar se pro ni prostě hodí… Dr. A. Hewish… mi včera řekl: „…Jsem si jistý, že se dnes každý radioteleskop dívá na pulsary.“^[3]

Složený opticko-rentgenový snímek pulsaru Krabí mlhoviny, ukazuje plyny z mlhoviny roztáčené magnetickým polem pulsaru a radiací

Pulsar Vela, pozůstatek neutronové hvězdy, která zbyla po obřím výbuchu supernovy, prolétá vesmírem poháněná energií tryskající z jednoho z jejích pólů

Astrofyzik Peter A. Sturrock píše, že „když byly poprvé objeveny pravidelné radiové signály z pulsarů, vědci z Cambridge vážně uvažovali, že mohou být od mimozemské civilizace. Projednali tuto možnost a rozhodli se, že jestli je to pravda, tak to nesmí pustit na veřejnost bez vědomí vyšších autorit. Dokonce se zvažovalo, jestli není v nejlepším zájmu lidstva zničit důkazy a na všechno zapomenout!“^[zdroj?]

CP 1919 vyzařuje rádiové vlny, ale později se zjistilo, že vyzařují také rentgenové nebo gamma paprsky nebo také oboje dohromady. Antony Hewish obdržel v roce 1974 Nobelovu cenu za fyziku za tento objev a s tím spojené práce z oblasti radioastronomie.

Poruchy a kolísání

Pulsy však nejsou přesně pravidelné. Existují náhlé skokové poruchy (anglicky glitch) v periodách rotace pulsarů. V červnu 2006 astronom John Middleditch a jeho tým zveřejnili první předpověď poruch s daty napozorovanými z Rossi X-ray Timing Explorer. Použili měření pulsaru PSR J0537-6910. Kromě toho existuje i kolísání (anglicky wobble). Ukazuje se ale, že vysvětlení těchto jevů si vzájemně odporují.^[4]

Druhy pulsarů

Astronomové dnes rozlišují tři druhy pulsarů a to podle energie, která pohání radiaci:

Rotací poháněné pulsary, kde ztráta rotační energie hvězdy pohání radiaci.
Pulsary poháněné přírůstkem hmoty (to platí pro většinu, ale ne všechny, rentgenové pulsary), kde gravitační energie z přirůstající hmoty je zdrojem energie (a produkuje rentgenové záření pozorovatelné ze Země).
Magnetary, kde radiaci pohání rozklad extrémně silného magnetického pole.

I když se ve všech třech případech jedná o neutronové hvězdy, jejich pozorovatelné chování a fyzikální základ se dost liší. Přesto mají určitá spojení. Například rentgenové pulsary jsou pravděpodobně staré rotační pulsary, které už ztratily většinu energie a jsou viditelné jen poté co jejich společník (dvojhvězda) naroste a začne předávat svou hmotu neutronové hvězdě. Proces narůstání může zase předat dostatek úhlové rychlosti neutronové hvězdě a ta ji začne „recyklovat“ jako rotací poháněný milisekundový pulsar.

Využití

Studium pulsarů se uplatnilo ve fyzice a astronomii. Mezi hlavní výsledky se řadí potvrzení existence gravitačních vln tak, jak je předpověděla obecná teorie relativity a první objevení planetárního systému mimo naši soustavu.

Významné pulsary

První rádiový pulsar, CP1919 (teď známý jako CP1919+21) s pulsační periodou 1,337 sekundy a délkou pulsu 0,04 sekundy, byl objeven v roce 1967
První dvojitý pulsar, PSR 1913+16, potvrdil obecnou teorii relativity a dokázal existenci gravitačních vln.
První milisekundový pulsar, PSR B1937+21
První rentgenový pulsar, Cen X-3
První přírůstkový milisekundový pulsar, SAX J1808,4-3658
První pulsar s planetami, PSR B1257+12
První dvojitý pulsar, PSR J0737-3039
Magnetar SGR 1806-20 vytvořil největší výbuch energie zaznamenaný v Galaxii^[5] 27. prosince 2004
PSR B1931+24 "… vypadá jako normální pulsar asi týden a pak se najednou vypne asi na měsíc, než zase začne vyzařovat energii… tento pulsar se zpomaluje rychleji, když je zapnutý, než když nefunguje… brzdící mechanismus musí být nějak spojený s radiovými emisemi a proces, který je vytváří a také dodatečné brzdění se dá vysvětlit větrem částic, který opouští magnetosféru pulsaru a odnáší rotační energii.^[6]
PSR J1748-2446ad, je při 716 Hz nejrychleji se točícím známým pulsarem.
PRS J2144-3933, nejpomalejší známý pulsar, perioda 8,51 s^[7]

Poloha určená pulsary

V roce 1972 a 1973 byly vypuštěny americké planetární sondy Pioneer 10 a Pioneer 11, které nesou na palubě pozlacenou hliníkovou destičku, poselství pro případné mimozemské civilizace, kterou navrhl Carl Sagan. Každá z destiček zobrazuje polohu Země v Galaxii vzhledem ke čtrnácti pulsarům. Spojnice jednotlivých pulsarů s výchozím bodem vyjadřují (ve dvojkové soustavě) počet kmitů záření neutrálního vodíku na jeden kmit pulsaru v době startu. Délka čar představuje relativní vzdálenosti pulsarů od Slunce. Protože frekvence pulsarů s časem pravidelně klesá, je možné vypočítat čas startu sondy s přesností přibližně sto let.^[8]

Odkazy

Reference

↑ Evropská vesmírná agentura, tisková zpráva, „Old pulsars still have new tricks to teach us“, 26. červenec 2006
↑ Hewish, A.; Bell, S. J.; Pilkington, J. D.; Scott, P. F.; Collins, R. A.
↑ Daily Telegraph 5 Mar 1968 21/3
↑ https://phys.org/news/2017-07-theories-pulsar-phenomena.html - Study calls into question theories on pulsar phenomena
↑ http://antwrp.gsfc.nasa.gov/apod/ap050221.html
↑ www.pparc.ac.uk [online]. [cit. 2006-09-24]. Dostupné v archivu pořízeném dne 2006-12-17.
↑ GOLDSMITH, Mike. Encyklopedie vesmíru. 1. vyd. Praha: Svojtka & Co., s. r. o., 2012. 160 s. ISBN 978-80-256-0774-9. S. 76,77.
↑ Poselství vzdáleným civilizacím

Související články

Externí odkazy

Obrázky, zvuky či videa k tématu pulsar na Wikimedia Commons
Objev pulsaru Archivováno 3. 10. 2007 na Wayback Machine. - objevení prvního optického pulsaru z Amerického fyzikálního institutu.
Zápis prvního pulsaru (PULS CP 1919) v databázi Simbad
Katalog pulsaru ATNF
Objevení pulsarů na H2G2
Vědci dokážou předvídat chování pulsarů (SpaceDaily) 7. června 2006
Seznam pulsarů v binárních systémech
XMM-Newton Objevuje nové věci o starých pulsarech (SpaceDaily) 27. července 2006
Nový názor: Jak mrtvé hvězdy chladnou Ker Than (SPACE.com) 27. července 2006 06:16

[1] Evropská vesmírná agentura, tisková zpráva, „Old pulsars still have new tricks to teach us“, 26. červenec 2006

[2] Hewish, A.; Bell, S. J.; Pilkington, J. D.; Scott, P. F.; Collins, R. A.

[3] Daily Telegraph 5 Mar 1968 21/3

[4] ttps://phys.org/news/2017-07-theories-pulsar-phenomena.html - Study calls into question theories on pulsar phenomena

[5] ttp://antwrp.gsfc.nasa.gov/apod/ap050221.html

[6] www.pparc.ac.uk [online]. [cit. 2006-09-24]. Dostupné v archivu pořízeném dne 2006-12-17.

[7] GOLDSMITH, Mike. Encyklopedie vesmíru. 1. vyd. Praha: Svojtka & Co., s. r. o., 2012. 160 s. ISBN 978-80-256-0774-9. S. 76,77.

[8] Poselství vzdáleným civilizacím

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]