Pulsar

Pulsary jsou rotující neutronové hvězdy, které vyzařují elektromagnetické záření. Intenzita záření se pro vzdáleného pozorovatele pravidelně mění, pravděpodobně v souvislosti s rotací hvězdy. Jedná se o takzvaný majákový efekt.

Werner Becker z Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik řekl v roce 2006,
„Teorie o tom, jak pulsary vyzařují svoji radiaci, je stále v počátcích, a to už po čtyřiceti letech práce… Existuje mnoho modelů, ale žádná přijatá teorie. … Teprve poslední poznatky nám umožňují vytvoření přesnější představy o vyzařování neutronových hvězd.“

Objev 

První pulsar objevili v roce 1967 Jocelyn Bellová Burnellová a Antony Hewish z Univerzity v Cambridgi. Protože byli původně popletení nepřirozeně pravidelným vyzařováním pulsaru, nazvali svůj objev LGM-1 (jako little green men = malí zelení mužíčci); později pulsar nazvali PSR 1919+21. Slovo pulsar je složenina z „pulsating star“ (pulzující hvězda) a poprvé se objevilo v roce 1968:
Úplně nový druh hvězdy… začala zářit loni 6. srpna a… astronomové jí začali říkat LGM. Teď… se myslí, že je to typ hvězdy mezi bílým trpaslíkem a neutronovou hvězdou. Slovo pulsar se pro ni prostě hodí… Dr. A. Hewish… mi včera řekl: „…Jsem si jistý, že se dnes každý radioteleskop dívá na pulsary.“

Astrofyzik Peter A. Sturrock píše, že „když byly poprvé objeveny pravidelné radiové signály z pulsarů, vědci z Cambridge vážně uvažovali, že mohou být od mimozemské civilizace. Projednali tuto možnost a rozhodli se, že jestli je to pravda, tak to nesmí pustit na veřejnost bez vědomí vyšších autorit. Dokonce se zvažovalo, jestli není v nejlepším zájmu lidstva zničit důkazy a na všechno zapomenout!“

CP 1919 vyzařuje rádiové vlny, ale později se zjistilo, že vyzařují také rentgenové nebo gamma paprsky nebo také oboje dohromady. Antony Hewish obdržel v roce 1974 Nobelovu cenu za fyziku za tento objev a s tím spojené práce z oblasti radioastronomie.

Poruchy a kolísání 
Pulsy však nejsou přesně pravidelné. Existují náhlé skokové poruchy (anglicky glitch) v periodách rotace pulsarů. V červnu 2006 astronom John Middleditch a jeho tým zveřejnili první předpověď poruch s daty napozorovanými z Rossi X-ray Timing Explorer. Použili měření pulsaru PSR J0537-6910. Kromě toho existuje i kolísání (anglicky wobble). Ukazuje se ale, že vysvětlení těchto jevů si vzájemně odporují.

Druhy pulsarů 

Astronomové dnes rozlišují tři druhy pulsarů a to podle energie, která pohání radiaci:
 Rotací poháněné pulsary, kde ztráta rotační energie hvězdy pohání radiaci.
 Pulsary poháněné přírůstkem hmoty (to platí pro většinu, ale ne všechny, rentgenové pulsary), kde gravitační energie z přirůstající hmoty je zdrojem energie (a produkuje rentgenové záření pozorovatelné ze Země).
 Magnetary, kde radiaci pohání rozklad extrémně silného magnetického pole.

I když se ve všech třech případech jedná o neutronové hvězdy, jejich pozorovatelné chování a fyzikální základ se dost liší. Přesto mají určitá spojení. Například rentgenové pulsary jsou pravděpodobně staré rotační pulsary, které už ztratily většinu energie a jsou viditelné jen poté co jejich společník (dvojhvězda) naroste a začne předávat svou hmotu neutronové hvězdě. Proces narůstání může zase předat dostatek úhlové rychlosti neutronové hvězdě a ta ji začne „recyklovat“ jako rotací poháněný milisekundový pulsar.

Využití 

Studium pulsarů se uplatnilo ve fyzice a astronomii. Mezi hlavní výsledky se řadí potvrzení existence gravitačních vln tak, jak je předpověděla obecná teorie relativity a první objevení planetárního systému mimo naši soustavu.

Významné pulsary 

 První rádiový pulsar, CP1919 (teď známý jako CP1919+21) s pulsační periodou 1,337 sekundy a délkou pulsu 0,04 sekundy, byl objeven v roce 1967
 První dvojitý pulsar, PSR 1913+16, potvrdil obecnou teorii relativity a dokázal existenci gravitačních vln.
 První milisekundový pulsar, PSR B1937+21
 První rentgenový pulsar, Cen X-3
 První přírůstkový milisekundový pulsar, SAX J1808,4-3658
 První pulsar s planetami, PSR B1257+12
 První dvojitý pulsar, PSR J0737-3039
 Magnetar SGR 1806-20 vytvořil největší výbuch energie zaznamenaný v Galaxii 27. prosince 2004
 PSR B1931+24 "… vypadá jako normální pulsar asi týden a pak se najednou vypne asi na měsíc, než zase začne vyzařovat energii… tento pulsar se zpomaluje rychleji, když je zapnutý, než když nefunguje… brzdící mechanismus musí být nějak spojený s radiovými emisemi a proces, který je vytváří a také dodatečné brzdění se dá vysvětlit větrem částic, který opouští magnetosféru pulsaru a odnáší rotační energii.
 PSR J1748-2446ad, je při 716 Hz nejrychleji se točícím známým pulsarem.
 PRS J2144-3933, nejpomalejší známý pulsar, perioda 8,51 s

Poloha určená pulsary 

V roce 1972 a 1973 byly vypuštěny americké planetární sondy Pioneer 10 a Pioneer 11, které nesou na palubě pozlacenou hliníkovou destičku, poselství pro případné mimozemské civilizace, kterou navrhl Carl Sagan. Každá z destiček zobrazuje polohu Země v Galaxii vzhledem ke čtrnácti pulsarům. Spojnice jednotlivých pulsarů s výchozím bodem vyjadřují (ve dvojkové soustavě) počet kmitů záření neutrálního vodíku na jeden kmit pulsaru v době startu. Délka čar představuje relativní vzdálenosti pulsarů od Slunce. Protože frekvence pulsarů s časem pravidelně klesá, je možné vypočítat čas startu sondy s přesností přibližně sto let.

Odkazy

Reference

Související články 
 Magnetar
 Neutronová hvězda

Externí odkazy 
 
 Objev pulsaru  - objevení prvního optického pulsaru z Amerického fyzikálního institutu.
 Zápis prvního pulsaru (PULS CP 1919) v databázi Simbad
 Katalog pulsaru ATNF
 Objevení pulsarů na H2G2
 Vědci dokážou předvídat chování pulsarů (SpaceDaily) 7. června 2006
 Seznam pulsarů v binárních systémech
 XMM-Newton Objevuje nové věci o starých pulsarech (SpaceDaily) 27. července 2006
 Nový názor: Jak mrtvé hvězdy chladnou Ker Than (SPACE.com) 27. července 2006 06:16

 
Pozůstatky hvězd
Slova vzniklá blendingem