Vďaka pozorovaniu, na ktorom sa podieľalo dvanásť ďalekohľadov vrátane Európskeho južného observatória (ESO) v Čile, sa astronómom podarilo odhaliť čudné správanie pulzara – kompaktného pozostatku hmotnej hviezdy s mimoriadne rýchlou rotáciou.
Záhadný objekt je známy rýchlymi prechodmi medzi dvoma módmi aktivity, čo bolo až doteraz pre astronómov nepochopiteľné. Teraz však vedci objavili, že za toto zvláštne prepínanie sú zodpovedné náhle krátkodobé emisie hmoty z pulzara.
Prepínanie módov
Pulzar je rýchlo rotujúce, silne magnetické jadro pôvodne hmotnej hviezdy, ktoré z okolia magnetických pólov vyžaruje zväzky intenzívneho elektromagnetického žiarenia väčšinou v rádiovej oblasti. V dôsledku rotácie objektu tieto zväzky ožarujú okolitý priestor podobne ako maják a astronómovia ich môžu detegovať len v prípade, že mieria smerom k Zemi. Jasnosť hviezdy pri pohľade zo Zeme sa pritom periodicky mení.
Zaznamenali sme mimoriadne kozmické deje, pri ktorých bolo počas veľmi krátkeho časového úseku, približne desiatok sekúnd, vyvrhnuté do okolitého priestoru veľké množstvo hmoty, a to z malého kompaktného hviezdneho objektu rotujúceho neuveriteľnou rýchlosťou, uvádza Maria Cristina Bagliová z talianskeho Národného astrofyzikálneho ústavu (INAF), hlavná autorka článku v časopise Astronomy & Astrophysics.
Objekt PSR J1023+0038 (skrátene J1023) je neobvyklý pulzar. Leží asi 4 500 svetelných rokov od Slnka a na oblohe sa nachádza v súhvezdí Sextant. Obieha po tesnej obežnej dráhe okolo normálnej hviezdy. V poslednom desaťročí sťahuje hmotu zo svojho sprievodcu, ktorá sa hromadí v disku okolo pulzara a pomaly zostupuje čoraz bližšie k nemu. Od okamihu, keď sa proces akumulácie hmoty začal, periodické záblesky pulzara takmer zmizli a objekt sa začal opakovane prepínať medzi dvoma módmi – v aktívnej fáze vydáva značne intenzívne röntgenové a ultrafialové žiarenie a aj viditeľné svetlo, zatiaľ čo v pokojnej fáze na týchto vlnových dĺžkach zoslabne a vyžaruje množstvo rádiového žiarenia. V každom móde aktivity môže pulzar zotrvať od niekoľkých sekúnd až po minúty a následne sa doslova prepne za niekoľko sekúnd. A práve to astronómov doteraz najviac miatlo.
Hviezdny vietor
Do pozorovaní sa zapojili okrem iných aj ďalekohľady VLT (Very Large Telescope) a NTT (New Technology Telescope) z ESO, ktoré detegovali viditeľné svetlo a infračervené žiarenie, a rádioteleskop ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array), ktorého je ESO partnerom. Počas dvoch nocí v júni 2021 sa podarilo pozorovať viac než 280 prepnutí medzi aktívnou a pokojnou fázou pulzara. Zistili sme, že prepínanie režimov pramení z komplikovanej interakcie medzi hviezdnym vetrom – tokom vysokoenergetických častíc prúdiacich od pulzara – a hmotou padajúcou k nemu, vysvetľuje spoluautor práce Coti Zelati z INAF-u. V pokojnom režime je hmota zostupujúca k pulzaru rovnomerne vyvrhovaná v úzkom zväzku – výtrysku – kolmo na rovinu disku. Plyn sa však postupne hromadí čoraz bližšie a je intenzívne zohrievaný hviezdnym vetrom prúdiacim z pulzara. Systém sa prepne do aktívnej fázy, v ktorej horúci plyn jasne žiari v röntgenovej a ultrafialovej oblasti i vo viditeľnom svetle. Keď sú potom oblaky tohto horúceho materiálu zo systému vyvrhnuté, systém opäť svieti menej a prepne sa späť do pokojného režimu.
Aj keď sa podarilo rozlúštiť záhadu podivného správania pulzara J1023, astronómovia sa ešte majú pri štúdiu tohto unikátneho objektu čo učiť. Budúci Extrémne veľký ďalekohľad (ELT), ktorý stavia ESO v Čile na Cerro Armazones, im ponúkne bezprecedentný pohľad na mechanizmy zodpovedné za prepínanie fáz pri J1023. ELT nám umožní získať kľúčové poznatky o tom, ako sú zloženie, priestorové rozloženie, dynamika či aktuálny energetický stav hmoty prúdiacej k pulzaru ovplyvnené dejmi pri prepínaní jeho režimov, dodáva spoluautor práce Sergio Campana z INAF Brera Observatory.
RNDr. Zdeněk Komárek
