Tajemné poruchy pulsaru přináší nové otázky

Představte si, že byste sledovali stejnou mrtvou hvězdu více než 20 let. Co byste mohli objevit? Vědci nedávno odhalili fascinující fyzikální jevy ve vesmíru, když zkoumali pulsar PSR J0922+0638. Tento pulsar, který je zbytkem vysoce husté neutronové hvězdy, se točí neuvěřitelnou rychlostí a vysílá záření v pravidelných intervalech.

Fascinující fyzika pulsarů: Co se děje uvnitř?

Pulsary jako PSR J0922+0638 jsou neutronové hvězdy, které představují extrémně husté zbytky mrtvých hvězd. Tyto objekty jsou tak husté, že se hmota v jejich jádru stlačuje až na hranici kolapsu do černé díry. Jediné, co tomu brání, jsou exotické kvantové tlaky. Přestože jsou pulsary jen několik kilometrů široké, obsahují hmotnost několika sluncí, což z nich činí jedny z nejhustších objektů ve vesmíru, hned po singularitách černých děr.

Neutrony a protony v těchto hvězdách se při extrémních hustotách spojují a vytvářejí obrovské atomové jádro. Zatímco fyzikové mají relativně jasnou představu o chování jaderné hmoty v nejvzdálenějších vrstvách, jádra neutronových hvězd zůstávají záhadou. Kvůli své vysoké hustotě se pulsary otáčejí s mimořádnou pravidelností. PSR J0922+0638 má například rotační periodu 0,43063 sekundy, kterou si udržuje po stovky tisíc let.

Překvapivé objevy: Dlouhodobé sledování pulsaru

Astronomové nedávno spojili 22 let dat z Nanshanského radioteleskopu v Číně a pole MeerKAT v Jižní Africe, aby zjistili, jak přesné je načasování tohoto pulsaru. Data ukázala, že PSR J0922+0638 nebyl v uplynulých dvou desetiletích zdaleka tak pravidelný, jak se předpokládalo.

Ve své práci, publikované na arXiv, astronomové zaznamenali více než tucet 'glitchů', tedy náhlých změn v rotační rychlosti. Některé z nich byly pozorovány už dříve, ale mnohé byly zcela nové. Běžné glitchy mění rotační rychlost méně než o miliardtinu, ale pro síly působící na pulsar to představuje obrovskou změnu energie. Zajímavé je, že tyto glitchy se objevovaly poměrně pravidelně, přibližně každých 550 dní.

Teorie a hypotézy: Co může stát za změnami?

Navíc k náhlým glitchům objevili astronomové, že rotační rychlost PSR J0922+0638 se pomalu zrychlovala a zpomalovala v cyklu trvajícím přibližně 500 až 600 dní. Možná není náhodou, že glitchy odpovídají stejnému cyklu jako pomalé změny rotační rychlosti.

Vědci si nejsou jisti, co tyto změny způsobuje, ale navrhli několik možných vysvětlení. Pulsary mají extrémně silná magnetická pole, která mohou ukládat a uvolňovat energii. Možná PSR J0922+0638 prochází něčím podobným jako magnetický cyklus na Slunci, kde dochází k střídání období silné a slabé aktivity slunečních skvrn.

Nevysvětlitelné jevy a budoucnost výzkumu

Další možné vysvětlení by mohlo být, že v jádru pulsaru existuje exotický superfluid základních částic. Pohyb uvnitř tohoto superfluidu by mohl měnit rotační rychlost celé hvězdy, a když by superfluid změnil směr, mohlo by to vést k glitchi.

Nakonec však stále nerozumíme, odkud glitchy pocházejí, ani co přesně se děje uvnitř pulsarů. Je však jasné, že obě tyto jevy jsou nějak propojeny a pouze pečlivým a soustředěným pozorováním budeme schopni přijít na kloub této záhadě.

Pulsary jako PSR J0922+0638 nám připomínají, jak málo toho víme o extrémních podmínkách ve vesmíru. Tyto záhadné objekty ukrývají tajemství, která mohou zásadně změnit naše chápání fyzikálních zákonů. Vědci budou muset nadále kombinovat technologické pokroky a dlouhodobá pozorování, aby tyto záhady rozluštili. A tak zatímco se pulsary točí svými neuvěřitelnými rychlostmi, my se budeme snažit roztočit kola poznání, která nás přivedou k novým objevům.