Zatiaľ najhmotnejší pulzar

Najhustejšie objekty vo vesmíre (ak nerátame populárne čierne diery) - pulzary - majú nového rekordéra pokiaľ sa týka hmotnosti – tento pulzar je taký malý, že by sa zmestil na ostrov Manhattan, ale jeho hmotnosť 2,04 krát prevyšuje hmotnosť Slnka. Pulzar môže pomôcť astronómom preveriť platnosť Einsteinovej všeobecnej teórie relativity.
Pulzary sú veľmi rýchlo rotujúce malé a husté hviezdy (tzv. neutrónové hviezdy) v záverečnom štádiu svojho vývoja, ktoré „zametajú" oblohu zväzkom rádiových vĺn, podobne ako maják pri svojom otáčaní. Najrýchlejšie pulzary sa nachádzajú v binárnych systémoch – vo dvojhviezdách - spoločne s ďalšími objektmi, ako sú napríklad bieli trpaslíci. Pulzar zrýchľuje svoju rotáciu na úkor materiálu prečerpaného zo svojho hviezdneho sprievodcu. Takéto usporiadanie môže existovať miliardy rokov, než dôjde ku vzájomnej kolízii a ku splynutiu oboch telies. Podľa Einsteinovej všeobecnej teórie relativity, ktorá popisuje pôsobenie gravitácie, obe telesá spôsobujú výrazné vlny v časopriestore - gravitačné vlny - ktoré sa špirálovito šíria priestorom. Hoci gravitačné vlny neboli doteraz priamo pozorované, máme jasné dôkazy, že existujú. Výskum dvojhviezd môže byť dobrou cestou k ich pozorovaniu a k overeniu, že predpoklady všeobecnej teórie relativity sú správne. Objekt s označením J0348+0432 bol nedávno korunovaný ako dosiaľ najhmotnejší pozorovaný pulzar. Výskum sa uskutočnil pomocou rádioteleskopu Green Bank Telescope (West Virginia), ktorého anténa má priemer 100 m. O objavu informovala Victoria Kaspi (McGill University, Montreal, Kanada), ktorá ho predstavila na konferencii Harvard-Smithsonian Conference v Cambridge, Massachusetts, venovanej teoretickej astrofyzike. Victoria Kaspi identifikovala pulzar spoločne so svojimi spolupracovníkmi na základe rádiových pulzov s periódou 39 milisekúnd (tj. 0,039 sekundy). Pulzar sa teda otočí 25 krát za sekundu. Je súčasťou dvojhviezdy a okolo spoločného ťažiska obieha spolu s bielym trpaslíkom, hustou hviezdou v záverečnom štádiu vývoja, ktorej hmotnosť dosahuje 0,172 hmotnosti Slnka. Porovnanie odchýlok v dráhe oboch telies umožnilo astronómom vypočítať aj hmotnosť samotného pulzaru: doposiaľ nevídaných 2,04 hmotnosti Slnka. Predchádzajúcim držiteľom rekordu bol pulzar s označením J1614-2230, ktorého hmotnosť je 1,97 hmotnosti Slnka. Dvojica zložená z pulzaru a bieleho trpaslíka je mimoriadne dobrým laboratóriom na testovanie všeobecnej teórie relativity, pretože je tu pomerne veľký rozdiel medzi hmotnosťami pulzaru a bieleho trpaslíka. Pokiaľ by sa ukázalo, že všeobecná teórie relativity je chybná, mohli by ju nahradiť niektoré alternatívne teórie gravitácie. Neutrónové hviezdy by mohli mať dodatočný gravitačný efekt vyplývajúci z toho, že na ich povrchu môžu existovať akési „výstupky" vysoké až 10 cm a tiahnúce sa v dĺžke niekoľkých km. Tieto efekty môžu zakriviť gravitačné pole a vytvárať dodatočné gravitačné vlny, čo povedie k tomu, že sa vzdialenosť medzi oboma objektmi bude zmenšovať rýchlejšie. A to je efekt, ktorý by astronómovia mohli pozorovať dokonca bez toho, aby priamo registrovali gravitačné vlny. Avšak mimoriadna hmotnosť pulzaru môže byť problémom pre samotnú všeobecnú teóriu relativity. Hviezda s hmotnosťou zodpovedajúcou hmotnosti Slnka skolabuje v prípade vzniku pulzaru do gule s priemerom 20 až 24 km. Teórie o tom, ako sa atómy správajú v takomto hustom prostredí, predpokladajú, že neutrónové hviezdy nemôžu byť o veľa hmotnejšie než dvojnásobok hmotnosti Slnka, pretože potom by gravitačné sily viedli ku kolapsu materiálu do čiernej diery. „Pokiaľ budúci držiteľ nového rekordu významne prekročí hodnotu dvoch hmotností Slnka, potom sa budeme musieť vrátiť späť k základným informáciám a možno popremýšľať o modifikácii všeobecnej teórie relativity," hovorí Feryal Ozel (Arizona State University, Tucson).

RNDr. Zdeněk Komárek