Najpresnejšie prírodné hodiny umožnia "galaktické GPS"

Keď pulzary (t.j. rýchlo rotujúce mladé neutrónové hviezdy – jedno zo záverečných štádií vývoja hviezd) starnú, spomaľujú svoju rotáciu a prípadne ustane aj ich charakteristické vyžarovanie. Môže sa to však zmeniť, ak je starnúci pulzar súčasťou dvojhviezdneho systému obsahujúceho aj „normálnu“ hviezdu. Plyn pretekajúci z hviezdy môže totiž roztočiť pulzar až na rýchlosť stoviek otáčok za sekundu a umožní tak pokračovať v „majákovom“ vyžarovaní zväzkov lúčov z polárnych oblastí. Výskumy NASA v rádiovej oblasti, ktoré sa sústredili na objekty zo zoznamu neidentifikovaných zdrojov z Fermiho kozmického ďalekohľadu pracujúceho v gama oblasti, odhalili 17 nových milisekundových pulzarov v našej Galaxii. Tento objav urobili astronómovia za menej než 3 mesiace. Tento skok v rýchlosti objavov takých ťažko objaviteľných objektov sľubuje možnosť použiť ich ako akési „galaktické GPS“ na detekciu gravitačných vĺn prechádzajúcich v blízkosti Zeme. Pulzary sú vlastne rýchlo rotujúce a vysoko magnetické jadrá, pozostatky po supernovách, teda po explóziách veľmi hmotných hviezd. Pretože ich intenzívne vyžarovanie v gama i v rádiovej oblasti spektra a aj emisia častíc sú poháňané výhradne ich rotáciou, pulzary postupne so zvyšujúcim sa vekom spomaľujú tempo rotácie. Ale najstaršie pulzary sa otáčajú niekoľko stokrát za sekundu – rýchlejšie než kuchynský mixér. Tieto milisekundové pulzary boli rozkrútené a omladené akréciou hmoty z hviezdy - sprievodcu. „Rádioastronómovia objavili prvý milisekundový pulzar pred 28 rokmi,“ povedal Paul Ray z Naval Research Laboratory vo Washingtone. „Lokalizovať ich pomocou celooblohových rádiových prehliadok vyžaduje množstvo času a ohromné úsilie a my sme ich od vtedy našli v disku našej Mliečnej cesty celkovo približne 60. Kozmický Fermiho ďalekohľad nás nasmeroval ku špecifickému cieľu. Je to niečo podobné, ako keby ste mali mapu vedúcu k pokladu.“ Milisekundové pulzary sú najpresnejšie prírodné hodiny s dlhodobou submikrosekundovou stabilitou, ktorá smelo súperí s atómovými hodinami vyrobenými človekom. Presné sledovanie zmien periódy impulzov v celooblohových prehliadkach milisekundových pulzarov môže priniesť prvú priamu detekciu gravitačných vĺn – dlho hľadaného dôsledku Einsteinovej všeobecnej teórie relativity. „Globálny pozičný systém (GPS) dnes používa merania časov oneskorenia príchodu signálov medzi hodinami na družiciach na určenie vašej polohy na Zemi,“ vysvetľuje Scott Ransom z National Radio Astronomy Observatory v Charlottesville, Virginia. „Podobne, sledovaním zmien časov príchodu signálov viacerých vhodných milisekundových pulzarov nachádzajúcich sa po celej oblohe, môžeme byť schopní detegovať prechádzajúce gravitačné vlny.“ Zdroje, ktoré zaregistroval ďalekohľad Fermi neboli spojené so žiadnymi známymi objektmi vyžarujúcimi gama žiarenie a nevykazujú žiadne pulzácie. Avšak vedci uvažujú, že množstvo neidentifikovaných zdrojov sú v skutočnosti pravdepodobne pulzary. Kvôli detailnejšiemu pohľadu na rádiových vlnách Ray zorganizoval Fermi Pulsar Search Consortium a naverboval množstvo rádioastronómov, ktorí majú kvalifikáciu na používanie 5 najväčších svetových rádioteleskopov. Po štúdiu približne 100 cieľov a intenzívnej počítačovej analýze dát sa objavy začali sypať. „Iným prehliadkam trvalo desaťročie nájsť toľko takýchto pulzarov, koľko máme my,“ povedal Ransom, ktorý viedol objaviteľskú skupinu. „Mať Fermiho kozmický gama ďalekohľad je veľká výhoda, pretože nám povie, kam sa máme pozrieť.“ Štyri z nových objektov sú pulzary „čierne vdovy“ nazývané tak podľa toho, že žiarenie „recyklovaného“ pulzaru ničí hviezdu – sprievodcu, ktorý ho roztočil. „Niektoré z týchto hviezd majú hmotnosť skresanú len na desiatky hmotností Jupitera,“ konštatoval Raid. „Zdvojnásobili sme počet takýchto známych systémov v galaktickom disku a to nám pomôže lepšie pochopiť ako sa vyvíjajú.“

RNDr. Zdeněk Komárek