V roce 1967 byl objeven první pulsar, neutronová hvězda, která způsobuje tento přerušovaný světelný jev: co to je, jaký je jeho původ a jak funguje.
Pulsary jsou neutronové hvězdy, které v krátkých, pravidelných intervalech vysílají rádiové signály. Zkrácený termín pulsar pochází z pulzujícího rádiového zdroje nebo pulzující hvězdy. První pulsar byl objeven náhodou v roce 1967 a jeho přerušované signály byly zpočátku považovány za rádiové signály od mimozemšťanů! Místo toho se jedná o jev způsobený extrémně vysokou rychlostí rotace pulzující hvězdy, která produkuje záření směrem k její magnetické ose. Když se rotační a magnetická osa nesbíhají, je tok záření viditelný na Zemi, stejně jako silné světlo z majáku.
Malý maják viditelný ze Země: to jsou pulsary
Co je to pulsar? Pulsary jsou velmi husté a kompaktní hvězdy, které mají velikost velkého města, ale obsahují více hmoty než Slunce. Jsou to silně zmagnetizované rotující kulové elementy, obvykle neutronové hvězdy, ale také bílí trpaslíci, které ze svých magnetických pólů vyzařují paprsky elektromagnetického záření.
Neutronové hvězdy mají krátké a pravidelné rotační periody. Tím se dosáhne velmi přesného intervalu mezi pulzy, který se u jednoho pulzaru pohybuje od milisekund po sekundy. Toto záření lze pozorovat pouze tehdy, když paprsek záření směřuje k Zemi. Jak jsme uvedli na začátku, můžeme to přirovnat k tomu, že maják je vidět pouze tehdy, když je světlo namířeno ve směru pozorovatele.
Pulzary se při pohledu ze Země jeví jako blikající hvězdy, kužely žlutého světla, které se pravidelně rozsvěcují a zhasínají. Ve skutečnosti je to proto, že světelný paprsek pulsaru obvykle není zarovnán s osou rotace pulsaru. Frekvence světelných pulsů také prozrazuje, jak rychle pulsar rotuje.
Celkově bylo detekováno více než 2 000 pulsarů. Většina z nich rotuje přibližně jednou za sekundu (tzv. pomalé pulsary), zatímco více než 200 pulsarů rotuje stokrát za sekundu (tzv. milisekundové pulsary). Nejrychlejší známé milisekundové pulsary se mohou otočit více než 700krát za sekundu!
Jak pulsary vznikají
Pulzar ve skutečnosti není hvězda, nebo alespoň ne "živá" hvězda. Pulzar patří, jak již bylo zmíněno, do rodiny "neutronových hvězd", které vznikají, když hvězdě hmotnější než Slunce dojde palivo v jádře a zhroutí se do sebe. Tato hvězdná smrt obvykle způsobí mohutnou explozi zvanou supernova. Neutronová hvězda je hustý kus materiálu, který zbyl po této explozivní smrti.
Pulsary: některé charakteristiky
Neutronové hvězdy mají obvykle průměr mezi 12,4 a 14,9 míle (20 až 24 km), ale mohou obsahovat až dvojnásobek hmotnosti Slunce, které má průměr asi 864 938 mil (1 392 milionů km). Podle NASA by kousek materiálu o velikosti kostky cukru z neutronové hvězdy vážil asi 1 miliardu tun, tedy "přibližně stejně jako Mount Everest".
Gravitační síla na povrchu neutronové hvězdy by byla asi 1 miliardkrát silnější než gravitační síla na povrchu Země. Jediným objektem s hustotou větší než neutronová hvězda je černá díra, která rovněž vzniká při zhroucení umírající hvězdy.
Nejhmotnější neutronová hvězda, která byla kdy změřena, má 2,04krát větší hmotnost než Slunce. Podle Feryala Özela, profesora astronomie a astrofyziky na Arizonské státní univerzitě, který se specializuje na kompaktní objekty a extrémní stavy hmoty ve vesmíru, vědci přesně nevědí, jak masivní mohou neutronové hvězdy být, než se z nich stanou černé díry.
Özel také upozornil, že paprsek rádiových vln vysílaný pulzarem nemusí projít zorným polem pozemského teleskopu, což astronomům brání v jeho pozorování. Proč mají pulsary vlnový pohyb? Pulsary rotují, protože hvězdy, z nichž vznikly, také rotují a zhroucení hvězdného materiálu vede ke zvýšení rotační rychlosti pulsaru.
Pulsar absorbuje hmotu a hybnost z jiných nebeských těles, čímž postupně zvyšuje svou rotační rychlost. V praxi může pulsar pohltit celou hvězdu a vysát z ní život! Pulzary fascinují vědeckou komunitu již řadu let a jsou studovány dodnes. Vědci je využívají k získání informací o fyzice neutronových hvězd, které jsou nejhustší hmotou ve vesmíru (kromě hmoty černých děr), ale studují je také při hledání planet mimo sluneční soustavu Země a k měření kosmických vzdáleností. Pulsary by také mohly vědcům pomoci analyzovat gravitační vlny, které by mohly ukázat cestu k energetickým vesmírným událostem, jako jsou srážky supermasivních černých děr.