Pulsar

Pulzary sú neutrónové hviezdy, ktoré rýchlo rotujú a produkujú obrovské elektromagnetické žiarenie pozdĺž úzkeho lúča. Neutrónové hviezdy sú veľmi husté a majú krátke, pravidelné rotácie. To spôsobuje veľmi presné intervaly medzi pulzmi, ktoré sa pohybujú zhruba od milisekúnd po sekundy pre jednotlivé pulzary. Pulz je možné pozorovať len vtedy, ak je Zem dostatočne blízko v smere lúča. Podobne ako môžete vidieť maják, len keď lúč svieti vaším smerom.

Impulzy sa zhodujú s otáčkami hviezdy. Otáčanie spôsobuje efekt majáka, keďže žiarenie je viditeľné len v krátkych intervaloch. Werner Becker z Inštitútu Maxa Plancka pre mimozemskú fyziku nedávno povedal,

Kompozitná optická/röntgenová snímka Krabie hmloviny. Zobrazuje energiu prichádzajúcu z okolitej hmloviny, ktorú spôsobujú magnetické polia a častice z centrálneho pulzaru.

Pulzar Vela, neutrónová hviezda, ktorá je pozostatkom hviezdy po supernove (veľkej explózii hviezdy). Letí vesmírom, tlačená hmotou vymrštenou z jedného z bodov, kde sa neutrónová hviezda otáča.

Vyhľadávanie

Prvý pulzar bol objavený v roku 1967. Objavili ho Jocelyn Bell Burnell a Antony Hewish. Pracovali na univerzite v Cambridge. Pozorované žiarenie malo impulzy oddelené 1,33 sekundy. Všetky impulzy pochádzali z rovnakého miesta na oblohe. Zdroj dodržiaval hviezdny čas. Spočiatku nechápali, prečo majú pulzary pravidelnú zmenu sily žiarenia. Slovo pulzar je skratka pre "pulzujúcu hviezdu".

Tento pôvodný pulzar, teraz nazývaný CP 1919, produkuje rádiové vlnové dĺžky, ale neskôr sa zistilo, že pulzary produkujú aj žiarenie v röntgenovom a/alebo gama žiarení.

Nobelove ceny

V roku 1974 získal Antony Hewish ako prvý astronóm Nobelovu cenu za fyziku. Došlo k polemike, pretože mu bola udelená, zatiaľ čo Bellovi nie. Prvotný objav urobila v čase, keď bola jeho doktorandkou. Bell tvrdí, že v tomto bode nie je zatrpknutý a podporuje rozhodnutie Nobelovho výboru. "Niektorí ľudia ju nazývajú cenou bez Bella, pretože majú silný pocit, že Jocelyn Bell Burnellová sa mala podieľať na ocenení".

V roku 1974 Joseph Hooton Taylor Jr. a Russell Hulse prvýkrát objavili pulzar v binárnom systéme. Tento pulzar obieha okolo inej neutrónovej hviezdy s obežnou dobou len osem hodín. Einsteinova všeobecná teória relativity predpovedá, že tento systém by mal vyžarovať silné gravitačné žiarenie, čo spôsobuje, že obežná dráha sa neustále zmenšuje, pretože stráca orbitálnu energiu. Pozorovania pulzaru čoskoro potvrdili túto predpoveď a poskytli vôbec prvý dôkaz o existencii gravitačných vĺn. Od roku 2010 pozorovania tohto pulzaru naďalej súhlasia so všeobecnou teóriou relativity. V roku 1993 bola Taylorovi a Hulseovi za objav tohto pulzaru udelená Nobelova cena za fyziku.

Graf Jocelyn Bell Burnellovej

Druhy pulzarov

Astronómovia vedia, že existujú tri rôzne druhy pulzarov:

Pulzary poháňané rotáciou, kde je žiarenie spôsobené stratou rotačnej energie; žiarenie je spôsobené spomalením rýchlosti otáčania neutrónovej hviezdy
Pulzary poháňané akréciou (čo je väčšina röntgenových pulzarov, ale nie všetky), kde gravitačná potenciálna energia hmoty, ktorá dopadá na pulzar, spôsobuje röntgenové žiarenie, ktoré možno prijímať zo Zeme, a
Magnetary, v ktorých extrémne silné magnetické pole stráca energiu, čo spôsobuje žiarenie.

Hoci všetky tri typy objektov sú neutrónové hviezdy, veci, ktoré môžu robiť, a fyzikálne príčiny, ktoré to spôsobujú, sú veľmi odlišné. Niektoré veci sú však podobné. Napríklad röntgenové pulzary sú pravdepodobne staré pulzary s rotačným pohonom, ktoré už stratili väčšinu svojej energie a možno ich opäť pozorovať až po tom, ako sa ich binárni spoločníci rozšírili a hmota z nich začala padať na neutrónovú hviezdu. Proces akrécie (hmota padajúca na neutrónovú hviezdu) môže zase dodať neutrónovej hviezde dostatok energie uhlového momentu, aby sa zmenila na milisekundový pulzar poháňaný rotáciou.

Používa

Presné hodiny V prípade niektorých milisekundových pulzarov je pravidelnosť pulzácie presnejšia ako atómové hodiny. Táto stabilita umožňuje používať milisekundové pulzary na určovanie efemeridového času alebo na budovanie pulzarových hodín.

Časový šum je názov pre rotačné nepravidelnosti pozorované u všetkých pulzarov. Tento časový šum je pozorovateľný ako náhodné kolísanie frekvencie alebo fázy impulzov. Nie je známe, či časový šum súvisí so zábleskami pulzaru.

Iné použitia

Štúdium pulzarov prinieslo mnoho využití vo fyzike a astronómii. Medzi hlavné príklady patrí dôkaz gravitačného žiarenia podľa všeobecnej teórie relativity a prvý dôkaz existencie exoplanét. V 80. rokoch 20. storočia astronómovia meraním žiarenia pulzaru dokázali, že severoamerický a európsky kontinent sa od seba vzďaľujú. Tento pohyb je dôkazom doskovej tektoniky.

Dôležité pulzary

Magnetar SGR 1806-20 vyprodukoval 27. decembra 2004 v rámci experimentu najväčší výbuch energie v Galaxii, aký bol kedy pozorovaný
PSR B1931+24 "... vyzerá ako normálny pulzar asi týždeň a potom sa "vypne" asi na jeden mesiac, kým opäť začne produkovať impulzy. [...] tento pulzar sa spomaľuje rýchlejšie, keď je pulzar zapnutý, ako keď je vypnutý. [...] spôsob, akým sa spomaľuje, musí súvisieť s rádiovou energiou a vecami, ktoré ju spôsobujú, a dodatočné spomalenie možno vysvetliť vetrom častíc, ktoré opúšťajú magnetické pole pulzaru a spomaľujú rýchlosť, ktorou sa pulzar otáča. [2]
PSR J1748-2446ad s frekvenciou 716 Hz (počet otočení za sekundu) je najrýchlejšie rotujúci známy pulzar.

Iné zdroje

Lorimer D.R. & M. Kramer 2004. Handbook of pulsar astronomy. Cambridge Observing Handbooks for Research Astronomers.