Pulsar se chová jako chameleon

Pulsary patří mezi poněkud exotičtější vesmírné objekty a dnes už jsou alespoň z části dobře popsané. Přesto vědci objevili pulsar, který jim zamotal hlavu. PSR B0943+10 má totiž jinde zatím nepozorované vlastnosti, které autoři výzkumu přirovnávají k rozdvojené osobnosti nebo ke schopnostem chameleona. Pulsar se pro zajímavost nachází v souhvězdí Lva ve vzdálenosti 3000 světelných let od Země, i když v dalekohledu ho nespatříte.

Vesmírný maják
Co je pulsar? Jednou z variant, jak může skončit život hvězdy, je, že vybuchne jako supernova a její jádro se následně zhroutí do neutronové hvězdy, koule o průměru jen 10-20 km. Jako dědictví po původních rozměrech jí zůstane rychlá rotace a silné magnetické pole. Pulsar není nic jiného než neutronová hvězda, jejíž rotační osa je skloněná vůči magnetické ose. Magnetické pole má na svědomí rádiové nebo rentgenové vyzařování v oblastech magnetických pólů hvězdy. A v kombinaci s rychlým otáčením vidí pozorovatel ze Země krátké světelné záblesky, pulsy vesmírného majáku. První pulsar byl objeven v roce 1967 a dnes jich už známe přes tisíc.

V rádiovém záření
Celá situace je ale přece jen ještě o něco složitější. Přesný princip, jak pulsary září, není úplně znám, každopádně lépe mají vědci zmapováno to, co se děje na rádiových vlnových délkách. Rádiové záblesky mají původ v magnetosféře pulsaru. Energii jim dodává to, jak neutronová hvězda zpomaluje rotaci. Jak se záhy po jejich objevu ukázalo, některé pulsary v rádiovém oboru nezáří pořád stejně. Naopak mají několik stavů a mezi nimi přechází. V každém stavu září s jinou intenzitou, včetně toho, že si mohou dát i na chvíli pauzu. Typickým příkladem pulsaru, který střídá dva různé stavy je i PSR B0943+10, který se stal cílem výzkumu. V prvním stavu svítí jasněji a pravidelněji, zatímco druhý stav je spíše chaotický. Tak se to střídá zhruba každou půlhodinu.

Pulsar sledovala i indická síť 30 radioteleskopů GMRT|foto: Tata Institute of Fundamental Research

V rentgenovém záření
Odborné znalosti o rentgenovém vyzařování pulsarů trochu pokulhávaly za tím, co víme o rádiové části spektra. Vědecká intuice ovšem dávala tušit, že změny zasahují celou magnetosféru a projeví se i v rentgenové oblasti. Zbývalo jen najít vhodného kandidáta na bližší prozkoumání. O vybraném pulsaru PSR B0943+10 bylo známo, že patří mezi slabé zdroje rentgenového záření.

Synchronizované dalekohledy
Na náš pulsar se zaměřily pohledy dvou dalekohledů ze Země a třetího z oběžné dráhy. Zatímco pozemské stanice sledovaly rádiové vlny, satelit XMM Newton sbíral rentgenové záření. Důležité bylo, aby všechna pozorování probíhala současně a data z rentgenového oboru se dala vyhodnotit společně těmi z rádiové oblasti. Jinými slovy aby šlo vyčíst, co přesně se děje s rentgenovým zářením, když v rádiovém oboru dochází ke změnám, a jestli lze rozlišit dva různé stavy pulsaru i v této části spektra.

Rentgenový satelit XMM Newton sleduje i pulsary|foto: ESA

Překvapení
Po šesti šestihodinových pozorováních nastal čas vyhodnocování. Ukázalo se, že rentgenové paprsky skutečně mění svou intenzitu. Je-li rádiové záření silnější, vyzařují jejich rentgenoví kolegové pouze slabě. Naopak se projeví v plné síle, když aktivita v rádiovém oboru poklesne. Kromě toho ale zaskočilo odborníky nečekané zjištění, že rentgenové záření má své vlastní pulsy, které se ovšem dají pozorovat jen tehdy, ustoupí-li rádiové záření do pozadí. Žádná teorie s ničím takovým nepočítala a neumí to vysvětlit. Opět to posiluje přesvědčení, že se magnetické pole pulsaru velmi rychle, v průběhu několika sekund, mění.

Vědci, kteří se zabývají pulsary, mají nadále co zkoumat. Budou muset vysvětlit rychlé změny v magnetickém poli i nečekanou povahu rentgenového záření. Kromě toho se ještě letos chystají zopakovat stejný způsob pozorování na jiném pulsaru, aby viděli, jestli se chová podobným způsobem.