Pulsar
Pulsary jsou neutronové hvězdy, které rychle rotují a produkují obrovské elektromagnetické záření v úzkém svazku. Neutronové hvězdy jsou velmi husté a mají krátké, pravidelné rotace. Díky tomu vznikají velmi přesné intervaly mezi pulzy, které se u jednotlivých pulsarů pohybují zhruba od milisekund po sekundy. Puls lze pozorovat pouze tehdy, pokud je Země dostatečně blízko směru paprsku. Podobně jako můžete vidět maják, jen když paprsek svítí vaším směrem.
Impulsy odpovídají otáčkám hvězdy. Otáčení způsobuje majákový efekt, protože záření je vidět jen v krátkých intervalech. Werner Becker z Institutu Maxe Plancka pro mimozemskou fyziku nedávno řekl,
Kompozitní optický/rentgenový snímek Krabí mlhoviny. Ukazuje energii přicházející z okolní mlhoviny, která je způsobena magnetickými poli a částicemi z centrálního pulzaru.
Pulsar Vela, neutronová hvězda, která je pozůstatkem hvězdy po supernově (velkém výbuchu hvězdy). Letí vesmírem, tlačen hmotou vyvrženou z jednoho z bodů, kde se neutronová hvězda otáčí.
Objevování
První pulsar byl objeven v roce 1967. Objevili ho Jocelyn Bell Burnell a Antony Hewish. Pracovali na univerzitě v Cambridge. Pozorované záření mělo pulsy oddělené 1,33 sekundy. Všechny pulsy vycházely ze stejného místa na obloze. Zdroj dodržoval hvězdný čas. Zpočátku nechápali, proč se u pulsarů pravidelně mění síla záření. Slovo pulsar je zkratka pro "pulzující hvězdu".
Tento původní pulsar, nyní označovaný jako CP 1919, produkuje záření v rádiových vlnových délkách, ale později bylo zjištěno, že pulsary produkují i záření v rentgenových vlnových délkách a/nebo záření gama.
Nobelovy ceny
V roce 1974 získal Antony Hewish jako první astronom Nobelovu cenu za fyziku. Došlo ke kontroverzím, protože mu byla udělena, zatímco Bellovi nikoli. Ta učinila původní objev v době, kdy byla jeho doktorandkou. Bell tvrdí, že v tomto bodě není zahořklý, a podporuje rozhodnutí výboru pro udělování Nobelovy ceny. "Někteří lidé tomu říkají cena bez Bella, protože mají silný pocit, že Jocelyn Bellová Burnellová se měla o cenu podělit".
V roce 1974 Joseph Hooton Taylor Jr. a Russell Hulse poprvé objevili pulsar ve dvojhvězdném systému. Tento pulsar obíhá kolem jiné neutronové hvězdy s oběžnou dobou pouhých osm hodin. Einsteinova obecná teorie relativity předpovídá, že tento systém by měl vyzařovat silné gravitační záření, což způsobuje, že se oběžná dráha neustále smršťuje, protože ztrácí oběžnou energii. Pozorování pulzaru tuto předpověď brzy potvrdila a poskytla vůbec první důkaz existence gravitačních vln. Od roku 2010 pozorování tohoto pulzaru nadále souhlasí s obecnou teorií relativity. V roce 1993 byla Taylorovi a Hulseovi za objev tohoto pulzaru udělena Nobelova cena za fyziku.
Graf Jocelyn Bell Burnellové
Druhy pulsarů
Astronomové vědí, že existují tři různé druhy pulsarů:
- Pulzary poháněné rotací, u nichž je záření způsobeno ztrátou rotační energie; záření je způsobeno zpomalením rychlosti rotace neutronové hvězdy.
- pulsary poháněné akrecí (což je většina rentgenových pulsarů, ale ne všechny), kde gravitační potenciální energie hmoty, která dopadá na pulsar, způsobuje rentgenové záření, které lze přijímat ze Země, a
- Magnetary, kde extrémně silné magnetické pole ztrácí energii, což způsobuje záření.
Přestože všechny tři typy objektů jsou neutronové hvězdy, jejich pozorovatelné projevy a fyzikální příčiny se velmi liší. Některé věci jsou však podobné. Například rentgenové pulsary jsou pravděpodobně staré pulsary s rotačním pohonem, které již ztratily většinu své energie a lze je znovu pozorovat až poté, co se jejich binární společníci rozšířili a hmota z nich začala padat na neutronovou hvězdu. Proces akrece (padání hmoty na neutronovou hvězdu) může zase dodat neutronové hvězdě dostatek energie úhlového momentu, aby se změnila na rotačně poháněný milisekundový pulsar.
Používá
Přesné hodiny U některých milisekundových pulsarů je pravidelnost pulzací přesnější než u atomových hodin. Díky této stabilitě lze milisekundové pulsary využít při určování efemeridového času nebo při konstrukci pulsarních hodin.
Časový šum je označení pro rotační nepravidelnosti pozorované u všech pulsarů. Tento časový šum je pozorovatelný jako náhodné kolísání frekvence nebo fáze pulzů. Není známo, zda časový šum souvisí se záblesky pulzarů.
Další použití
Studium pulsarů přineslo řadu využití ve fyzice a astronomii. Mezi hlavní příklady patří důkaz gravitačního záření podle obecné teorie relativity a první důkaz existence exoplanet. V 80. letech 20. století astronomové měřením záření pulsarů dokázali, že severoamerický a evropský kontinent se od sebe vzdalují. Tento pohyb je důkazem deskové tektoniky.
Důležité pulsary
- Magnetar SGR 1806-20 vyprodukoval 27. prosince 2004 v rámci experimentu největší výbuch energie v Galaxii, jaký byl kdy pozorován.
- PSR B1931+24 "... vypadá asi týden jako normální pulsar a pak se asi na měsíc "vypne", než opět začne produkovat pulsy. [...] Tento pulsar se zpomaluje rychleji, když je pulsar zapnutý, než když je vypnutý. Způsob, jakým se zpomaluje, [...] musí souviset s rádiovou energií a věcmi, které ji způsobují, a dodatečné zpomalení lze vysvětlit větrem částic, který opouští magnetické pole pulzaru a zpomaluje rychlost, s níž se otáčí. [2]
- PSR J1748-2446ad je s frekvencí 716 Hz (počet otáček za sekundu) nejrychleji rotujícím známým pulzarem.
Další zdroje
- Lorimer D.R. & M. Kramer 2004. Handbook of pulsar astronomy. Cambridge Observing Handbooks for Research Astronomers.
