Sciencemag.cz
Doporučujeme
Pulsarům stále příliš dobře nerozumíme. Tyto rychle rotující neutronové hvězdy vyzařují ze svých magnetických pólů silné rádiové záblesky. Při objevu pulsarů se dokonce uvažovalo, zda by se nemohlo jednat o signály mimozemské civilizace. Pulsary kvůli jejich blikání někdy přirovnáváme k hvězdným majákům.
Na mechanismu, který za vznikem výtrysků záření stojí, dosud neexistovala shoda. Nyní vědci ve Physical Review Letters tvrdí, že příčiny odhalili. Pokud mají pravdu, pak by se záblesky pulsarů a daly lépe předvídat, což by zase pomohlo tam, kde na emise pulsarů spoléháme – třeba při studiu gravitačních vln.
Navrhovaný mechanismus začíná silným elektrickým polem pulsaru, které z povrchu hvězdy strhává elektrony (na povrchu neutronových hvězd se ještě vyskytují zdaleka nejen samotné neutrony) a urychluje je na vysoké rychlosti/energie. Tyto elektrony nakonec začnou emitovat vysokoenergetické paprsky gama. Ty jsou absorbovány extrémně silným magnetickým polem pulsaru a při této interakci vzniká z energie hmota – záplava dalších elektronů a jejich antihmotových partnerů, pozitronů (opak anihilace částice s antičásticí za vzniku energie). Nově vzniklá záplava nabitých částic pak vyvolává kmitání elektrického pole (vlastní elektrické pole nabitých částic původní pole nejprve oslabí až k nule a pak povede k jeho oscilacím mezi dvěma opačnými hodnotami.). A právě oscilace elektrického pole v přítomnosti silných magnetických polí pulsaru v posledním kroku vyvolávají samotné záření. Autoři výzkumu tvrdí, že simulací těchto procesů v plazmatu získali záření odpovídající rádiovým vlnám produkovaných pulsary; bylo např. podobným způsobem koherentní.
Jeden z autorů studie Alexander Philippov z newyorského Flatiron Institute Center for Computational Astrophysics uvádí, že proces připomíná vznik blesku. I zde silný výboj vytváří elektrony a pozitrony a následně elektromagnetické vlny. Dalšími autory práce byli Andrey Timokhin z polské University of Zielona Góra a Anatoly Spitkovsky z Princeton University.
Pulsary na rozdíl od jiných typů neutronových hvězd rotují závratnými rychlostmi, některé až 700krát za sekundu. Z magnetických pólů pulsaru se šíří rádiové vlny; protože pulsary se otáčejí, nám se zdá, jako by na obloze blikaly. Toto blikání se svou přesností blíží atomovým hodinám, jenže přesná pravidelnost je čas od času narušena.
A právě zde nový výzkum souvisí s gravitačními vlnami. Ty totiž, jak se se soudí, způsobují deformaci časoprostoru, takže bychom pak měli pozorovat i odchylky v rytmu pulsarů. Chápat lépe samotný mechanismus fungování pulsarů nám při detekci gravitačních vln a výpočtu jejich účinků může pomoci; cílem je přijít s modelem, který by předpověděl/vysvětlil chyby, které v „pulsarových hodinách“ vznikají samovolně, z vnitřních příčin, a odlišit je od deformace časoprostoru mezi pulsarem a námi.
Origin of Pulsar Radio Emission, Physical Review Letters (2020).
https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.124.245101
Zdroj: Simons Foundation/Phys.org
Poznámky PH: Uvádí se ovšem, že pulsary se dělí na více typů. Dále, nezáří pouze v rádiové oblasti, mohou produkovat i gama záření či rentgenové paprsky včetně jejich kombinací. I samotné „vnitřní odchylky“ v tikání pulsarových hodin mohou být různých typů a vyvolaných různými příčinami. Je to prostě zamotané, nakonec i samotný mechanismus popsaný výše je hodně komplikovaný.
