Cieľom vedy je prehĺbiť aktuálne poznatky ľudstva, objaviť niečo nové alebo zdokonaliť niečo už známe. Vedci pracujú na svojich projektoch, pričom vopred očakávajú isté výsledky, z ktorých následne budú môcť vyvodiť závery. Niekedy však veľké vedecké objavy prichádzajú nečakane. Jedným z nich bol aj objav rýchlo rotujúcich neutrónových hviezd, ktoré vysielajú lúče rádiového žiarenia, tzv. pulzarov.
V súčasnosti sa astrofyzici nemusia opierať iba o pozorovania klasickými optickými ďalekohľadmi, ktoré registrujú elektromagnetické žiarenie v tom, čo poznáme ako viditeľnú oblasť spektra. Vesmír skúmajú tiež prostredníctvom rádiového, infračerveného, röntgenového alebo gama žiarenia. Okrem elektromagnetického žiarenia majú k dispozícii aj iný typ nosičov informácií, ako sú napríklad neutrína, kozmické žiarenie alebo gravitačné vlny.
Nový pohľad
Viditeľné svetlo zo Zeme predstavuje jedno z pomyselných okien do vesmíru. Nie je to však ani sto rokov, odkedy pribudlo ďalšie okno v podobe rádiových vĺn. V rádiovej oblasti je totiž zemská atmosféra pomerne dobre priepustná a tak je možné realizovať tento typ pozorovaní aj priamo zo Zeme. V roku 1933 sa podarilo americkému fyzikovi Karlovi Janskemu, ktorý pracoval v Bellových laboratóriách, uskutočniť prvú detekciu rádiového signálu z vesmírneho objektu, konkrétne z Mliečnej cesty. Zaujímavosťou je, že jeho starí rodičia pochádzali z Čiech. V súčasnosti sa jednotka jansky štandardne používa v rádioastronómii, pričom vyjadruje hustotu toku žiarenia prichádzajúceho z rádiového zdroja. Od tohto objavu sa začala rádioastronómia rýchlo vyvíjať a v súčasnosti predstavuje jednu z veľkých oblastí modernej astrofyziky.
Jedným z významných objavov, ktorým rádioastronómia prispela do poznania ľudstva, je objav rýchlo rotujúcich neutrónových hviezd – pulzarov. Tento objav sa spája predovšetkým smenami britských astronómov Jocelyn Bellovej Burnellovej, za slobodna Jocelyn Bellovej, a Antonym Hewishom, školiteľom jej dizertačnej práce. A. Hewish vo Veľkej Británii inicioval konštrukciu nového zariadenia, ktoré malo byť súčasťou Mullard Radio Astronomy Observatory (MRAO), zameraného na štúdium tzv. kvazarov (slovná hračka zo slova kvázistelárny objekt, z angl. quasi-stellar object). Ide o mimoriadne jasné objekty v ďalekom vesmíre s hmotnosťami presahujúcimi milióny až miliardy hmotností Slnka. V súčasnosti ich prevažne chápeme ako aktívne galaktické jadrá, teda hmotné jadrá galaxií s masívnou čiernou dierou.
Analýza záznamov
Jocelyn Bellová Burnellová sa narodila v roku 1943 v Lurgane v Severnom Írsku. V roku 1965 nastúpila na doktorandské štúdium pod vedením A. Hewisha na Univerzite v Cambridgei. Od nástupu na štúdium pomáhala spoločne s ďalšími spolupracovníkmi so stavbou antén na MRAO. Výsledné zariadenie zaberalo plochu viac ako 50 tenisových kurtov. O dva roky neskôr už bolo možné uskutočňovať prvé pozorovania. Záznam rádiového signálu v čase sa zaznamenával pomocou prístroja, ktorý perom vykresľoval amplitúdy na papier. J. B. Burnellová podrobne študovala dlhé metre záznamov, až si všimla niečo nezvyčajné.
Tu je potrebné spomenúť, že astronomické pozorovania v rádiovej oblasti sú špecifické výraznou mierou šumu, ktorý pochádza z veľkej miery z ľudskej činnosti. Terajší svet je doslova zahltený rádiovými vlnami z rôznych prístrojov vyrobených človekom, čo predstavuje šum pre pozorovania, v ktorom potenciálne môže zaniknúť signál z astronomických zdrojov. Veľké pozemné rádioteleskopy sa preto budujú v oblastiach s čo najnižšou mierou tohto rádiového pozadia.
Záhadný signál
Burnellovej cieľom bolo zamerať sa na detekciu kvazarov. Tie predstavujú pomerne malý rádiový zdroj na oblohe a tak podliehajú javu, ktorý nazývame scintilácia. Niečo podobné poznáme z klasických vizuálnych pozorovaní, keď scintilovaniu, teda akémusi mihotaniu, podliehajú hviezdy, ale nie planéty. Planéty sú v porovnaní s hviezdami na oblohe už plošné objekty. Z tohto dôvodu odrazené svetlo prichádzajúce od nich nie je až tak výrazne ovplyvnené turbulenciami v zemskej atmosfére a nepozorujeme ich mihotanie. V porovnaní s planétami sú hviezdy výrazne vzdialenejšie a tak sa javia ako bodové, čo má za dôsledok pozorovanie scintilácie. Keďže kvazary sú menšie plošné objekty ako iné objekty na oblohe, vplyv slnečného vetra a ionizovaného plynu v našej Galaxii spôsobuje ich scintiláciu. J. B. Burnellová musela pri podrobnom štúdiu preskúmať každých niekoľko dní desiatky metrov záznamov. V nich si postupne všimla zaujímavý signál, ktorý nepôsobil ako signál z kvazaru. Prvýkrát ho spozorovala 6. augusta 1967. Bolo to čosi iné a nezaznamenala ho zakaždým. Bol to asi jeden z 10 miliónov rôznych signálov, vyslovene ako ihla v kope sena. Keď sa však objavil ešte niekoľkokrát, bolo jej to podozrivé a zdalo sa jej, že tento typ signálu už zaznamenala. Informovala o tom svojho školiteľa, ktorý sa viac prikláňal k názoru, že ide o šum. J. B. Burnellovej sa to však tak nejavilo, pretože signál prichádzal z rovnakých súradníc na oblohe. V momente, keď signál do detektora prichádza z rovnakého miesta oblohy, vedec začne mať podozrenie, že je astrofyzikálneho pôvodu.
Malí zelení mužíkovia?
Astronómovia preto vymenili rekordér na teleskope za rýchlejší. Asi mesiac nič nezaznamenával, až napokon 28. novembra 1967 teleskop opäť zachytil signál z rovnakého miesta oblohy. A v tomto prípade to bol zjavne sa opakujúci signál, pretože zreteľne uvideli pulzy. Pre istotu sa skúsili pozrieť aj na dáta z iného rádioteleskopu, či pozoruje rovnaký typ signálu. Sprvu nič nepozorovali, neskôr sa však signál objavil aj na ňom. Ukázalo sa, že urobili chybu vo výpočte, kedy bude tento teleskop schopný pozorovať signál, približne o päť minút.
Zdroj vyžaroval zreteľný rádiový signál s mimoriadne stabilnou periódou 1,337 sekundy, čo bolo podozrivé. Signál dostal označenie CP 1919 (CP – Cambridge pulsar; čísla vyjadrujú súradnice na oblohe, tzv. rektascenziu, v tomto prípade 19 hodín a 19 minút). J. B. Burnellová si k nemu ešte zo žartu dopísala označenie LGM-1 (z angl. little green men – malí zelení mužíkovia). V prípade takéhoto stabilne pulzujúceho rádiového zdroja by totiž jedno z vysvetlení mohol byť aj signál prichádzajúci od mimozemskej civilizácie. Pri ďalšom štúdiu sa J. B. Burnellovej podarilo zaznamenať v nasledujúcich mesiacoch ďalšie tri signály z rôznych miest na oblohe. Hypotéza o mimozemskej civilizácii stratila opodstatnenie a diskutovalo sa o novom type vesmírnych objektov.
Mgr. Patrik Čechvala, PhD.
Fakulta matematiky, fyziky a informatiky
Univerzita Komenského v Bratislave
