PULSARY JAKO KOSMICKÝ NÁSTROJ INTELIGENTNÍ KOMUNIKACE NA OBROVSKÉ VZDÁLENOSTI (13)

Kromě toho, že pulsary Krab a Vela vyzařují intenzivní záření ve velké části elektromagnetického spektra, jsou neobvyklé i tím, že se jejich přesné, hodinové pulsy mohou občas dramaticky měnit. Pulzary mají obvykle extrémně konstantní pulzační periody, předvídatelné s přesností na mnoho významných čísel, jejich periody se v průběhu času pomalu zvyšují velmi konstantním a předvídatelným tempem. Pulzary Krab a Vela však patří mezi malé procento, známých populací pulzarů, u nichž se toto předvídatelné tempo poklesu občas prudce změní. Během takového "zádrhelu periody", jak se mu říká, se rychlost pulzace náhle zrychlí a poté se po dobu několika týdnů uvolní zpět do blízkosti rychlosti pulzace před zádrhelem, načež se pulzar vrátí k ustálenému tempu nárůstu periody. Obrázek níže ukazuje jednu takovou poruchu periody pulzaru Vela, která způsobila zkrácení periody pulzaru Vela přibližně o jednu miliontinu, což představuje změnu o 102 miliardtin sekundy. Tato porucha v roce 1981 byla pátou takovou událostí, která se vyskytla od objevu pulzaru v roce 1968. Celkem se u pulzaru Vela během 25-ti let po jeho objevu vyskytlo devět závad. U Krabího pulzaru došlo za srovnatelné období k podobnému počtu závad, ale ty se týkaly mnohem menších časových posunů, přibližně o miliardtinu sekundy.

Závada s periodou 102 nanosekund pozorovaná u pulzaru Vela 10. října 1981

V závislosti na tom, který pulsar je studován, existují různé způsoby, jakým dojde  následnému obnovení periody. Pulzary Vela a Crab však mají pozoruhodně podobné chování při obnově glitchů. Podobné chování vykazuje pouze jeden další pulsar s glitchingem, a to PSR 0525+21. Zajímavé je, že tento pulsar je nejbližším sousedem Krabího pulsaru, přičemž oba pulsary od sebe dělí pouhých 340 světelných let. Je to jen náhoda? Zjistili jsme, že leží přibližně ve stejné vzdálenosti od Země jako Krabí pulsar a v rovině oblohy ho od Krabího pulsaru dělí pouhých 1,3 úhlového stupně (viz obr. níže). Pouze jeden další pulsar se nachází ve vzdálenosti do 5-ti stupňů od Krabího pulsaru, ale ten leží o několik tisíc světelných let dále za Krabí mlhovinou.

Pravděpodobnost, že by se dva pulsary nacházely tak blízko sebe v prostoru a náhodou se u nich projevil velmi vzácný jev periodického záškubu, je velmi malá, méně než 1:44 000. Ještě menší je šance, že by oba vykazovaly podobné chování při obnovení glitchů, které bylo zjištěno jen u dvou dalších glitchujících pulsarů, a že by se oba nacházely tak blízko galaktického anticentra. To by znamenalo šanci jedna ku miliardě. Vezmeme-li v úvahu pravděpodobnost, že jeden z těchto dvou, Krabí pulsar, by byl tak velmi neobvyklý pulsar, který vykazuje vzácné vlastnosti produkce obřích, optických, rentgenových a gama pulsů, dojdeme k extrémně nepravděpodobné hodnotě menší než 1:10183.

Periodické závady patří k mnoha charakteristikám uspořádání signálů pulsarů, které astronomy mátly. Pracujíce s problematickým předpokladem, že pulsy pulsaru jsou produkovány "záblesky majáku" rotující neutronové hvězdy, byli teoretici nuceni dojít k závěru, že závada zrychlení vzniká náhlým zvýšením rychlosti rotace neutronové hvězdy. Domnívají se, že toto "zrychlení" může být způsobeno náhlým zmenšením poloměru neutronové hvězdy, což následně způsobí náhlý nárůst jejího momentu hybnosti a rychlosti rotace. Jak by však mohlo k takovému "hvězdotřesení" dojít a nemělo by žádný zásadní vliv na dlouhodobou rychlost rotace hvězdy? Jak je vidět na obrázku výše, krátce po závadě pulsaru Vela se perioda pulsaru nadále zvyšovala téměř stejným tempem jako před závadou. Jak by mohla být perioda pulsaru tak přesně načasována, když je v každém okamžiku schopna projít tak drastickou změnou? Současné modely neutronových hvězd zdaleka neposkytují adekvátní vysvětlení. PSR 0525+21 navíc představoval pro teoretiky majákových modelů zvláštní výzvu, protože astronomové dospěli k závěru, že jeho glitching nemůže být způsoben hvězdnými otřesy a že je třeba hledat nějaké jiné vysvětlení.

Mapa galaktických souřadnic zobrazující polohu Krabího pulzaru
a PSR 0525+21. Přímka, která se přes ně promítá, je s přesností 0,01 stupně
rovnoběžná s nebeským rovníkem a s přesností několika stupňů
s ekliptikou. Jejich poloha se shoduje s deklinací 22° severní šířky.

Občasné periodické výpadky dávají smysl, pokud jsou pulsary místo toho mimozemskými komunikačními majáky. Neobvyklé změny tohoto druhu by mohly být záměrně zařazeny jak proto, aby přitáhly naši pozornost k pulsaru, tak proto, aby zmátly jakékoli pokusy o přirozené vysvětlení. Když opakující se signál s tak vysokou přesností náhle změní svou periodu, byť o velmi malou hodnotu, a hned poté obnoví předchozí přesné tempo nárůstu periody, je to něco, co pozorným astronomům jistě neunikne. A ještě jeden zajímavý objev: astronomové zjistili, že Zemi zasypávají slabé pulsy kosmického záření o síle 100 bilionů elektronvoltů, které přicházejí z této části oblohy a mají periodu blízkou periodě PSR 0525+21. Je pro nás toto poselství kosmického záření varováním před věcmi, které přijdou? Krabí pulsar je sám o sobě jedinečný a přitahuje pozornost. Když však vidíme další pulsar s podobnými třaskavými vlastnostmi, který se nachází tak blízko, náš zájem se ještě zvýší. Jak brzy uvidíme, tyto dva pulsary se zvláštním způsobem vyrovnávají jak s rovinou oběžné dráhy Země, tak s jejím nebeským rovníkem. To je jedna z mnoha "náhod" týkajících se Krabí mlhoviny a Krabího pulzaru, které prozkoumáme později.

 

Varování před blížící se supervlnou?

Na podzim roku 2003 objevil radioastronom Scott Hyman ze Sweet Briar College velmi neobvyklý přechodný rádiový zdroj, který dostal označení GCRT J1745-3009. Zdroj leží pouhých 1,1 stupně jihozápadně od galaktického středu v galaktické souřadnicové poloze ℓ = 358,891±0,001, b = - 0,542±0,001. Zdroj se nachází v oblasti, kde se nacházíme. Leží přibližně stejně daleko jako galaktický střed, takže je fyzicky blízko jádra Galaxie. Hyman uvádí, že během přibližně šestihodinového pozorování zaznamenal pět rádiových záblesků z tohoto zdroje. Bylo zjištěno, že se opakují přibližně každých 77 minut, přičemž každý záblesk trvá 10 minut. Impulsy, které byly pozorovány na rádiové frekvenci 330 MHz, měly intenzitu o něco vyšší než 1500 milijanskysů, což z nich činí druhý nejjasnější pulsní rádiový maják na obloze. Když se však astronomové pokusili jeho signál znovu zachytit, zjistili, že zmizel. Prohledání dřívějších datových záznamů odhalilo pouze jednu další detekci, kde byl zaznamenán jediný puls. Proto je považován za přechodný zdroj, který tráví většinu času ve vypnutém stavu.

Perioda pulzů tohoto zdroje 77 minut je mnohem delší než nejdelší perioda pozorovaná u jakéhokoli radiového pulzaru, která činí 11,7 sekundy. Neobvyklá pravidelnost periody pulzního cyklu však způsobuje, že připomíná pulsar. Taková pravidelnost nebyla u jiných přechodných rádiových zdrojů pozorována. Ještě zajímavější je, že nebylo prokázáno, že by emise byla doprovázena rentgenovým nebo gama zářením, jak je tomu u jiných zábleskových zdrojů. Je také unikátní tím, že jeho širokopásmové rádiové záření je koherentní, což připomíná záření pocházející z rádiového pulzaru nebo laseru na volných elektronech.

Není třeba dodávat, že GCRT J1745-3009 je mimořádně unikátní objekt. Stejně jako milisekundový pulsar vyniká jako jediný svého druhu. Vzhledem k poměrně skrovnému souboru dat nelze v tuto chvíli říci, zda by jeho signál mohl obsahovat vysoce komplexní uspořádání, které je pozorováno u pulzaru. Pokud by však měl být zařazen do stejné třídy jako pulsary a považován za maják umělého původu, byl by ze všech takových majáků právě ten, který se nachází nejblíže galaktickému středu. Jedná se pouze o velmi neobvyklý rádiový zdroj, který náhodou leží blízko galaktického středu, nebo jde o záměrnou výstražnou značku nastavenou tak, aby upozorňovala na supervlnné poselství pulsarů?

-pokračování-