Co jsou magnetary a pulsary?
Pulsary a magnetary jsou dvě tváře neutronových hvězd: rotující majáky s přesností hodin a magnetické příšery s poli bilionkrát silnějšími než pozemská. Oba vznikají smrtí hvězd.
© / kredit: Kosmologické novinky · Zdroj · · CC BY 4.0 · Úpravy: vlastní schéma.
Dva extrémy jedné hvězdy
Pulsary a magnetary jsou dvě nejextrémnější podoby neutronových hvězd. Pulsar je rotující neutronová hvězda, která svítí jako maják — záblesk magnetického pole a záření k nám dopadá v přesných intervalech, někdy s přesností atomových hodin. Magnetar je ještě divočejší: neutronová hvězda s magnetickým polem tak silným, že by na Zemi zničilo kreditní kartu na vzdálenost tisíců kilometrů.
Zrození neutronové hvězdy
Neutronová hvězda vzniká zhroucením velké hvězdy — jádro se zhroutí do průměru asi 20 kilometrů, tak hustého, že jedna čajová lžička jeho hmoty váží miliardy tun. Většina neutronových hvězd se narodí s rotací a silným magnetickým polem. Když se hvězda zhroutí, zachová si většinu své rotace (podobně jako krasobruslařka přitáhnou paže), takže se může točit i stokrát za sekundu.
Pulsar — maják vesmíru
Pulsar je přesný hodinový stroj vesmíru. Má dvě magnetické „koróny" u pólů; rotací se tyto směry střídavě obrací k Zemi a my vidíme pravidelný záblesk — pulz. Některé pulsary rotují s přesností lepší než atomové hodiny a po desetiletích se jejich rytmus téměř nezmění. Astronomové je používají k testování obecné teorie relativity a k hledání gravitačních vln: když gravitační vlna projde mezi námi a pulsarem, na okamžik naruší jeho tikot.
Magnetar — nejsilnější magnet
Magnetar je specifický typ pulsaru, který při svém zrodu získal extrémně rychlou rotací magnetické pole bilionkrát silnější než pozemské. Toto pole je tak mohutné, že zcela diktuje chování hvězdy: deformuje její povrch, vyvolává obří erupce rentgenového záření a občas způsobí mimořádný úkaz – záblesk, který během jediné sekundy vyzáří tolik energie jako Slunce za desetitisíce let. V Mléčné dráze jich známe zhruba třicet a představují ty nejsilnější magnety ve vesmíru.
Záhada původu pole
Největší nezodpovězenou otázkou je původ samotného pole. Proč mají některé neutronové hvězdy pole bilionkrát silnější než Slunce? Teorie nabízejí dva scénáře: buď se pole zformovalo už při kolapsu hvězdy a zesílilo uvnitř díky turbulenci (dynamo), nebo se krátce po zrození hvězdy v jejím nitru rozpadly částice zvané axiony a energie se proměnila v magnetismus. Pátrání po správné odpovědi probíhá — a každý nový magnetar, který astronomové pozorují, přináší vodítka.
Jak magnetar poznáme
Magnetary odhalujeme až podle jejich chování. Normální pulsar tiká pravidelně; magnetar pulsy nepravidelné a často slabé, občas ale vysílá obří záblesky. Nejsilnější zaznamenaný — erupce magnetaru SGR 1806-20 v roce 2004 — zasáhl Zemi přes půl galaxie a po dobu deseti vteřin narušila ionosféru silněji než Slunce. I kdybychom magnetar nikdy neviděli přímo, jeho záblesky prozradí, co se uvnitř děje: pole se trhá, povrch praská, koróny se zhroutí.
Hranice nejsou ostré
Hranice mezi oběma typy není ostrá — pozorujeme i přechodné formy, a neutronové hvězdy se časem mění. Rychle rotující pulsar zpomaluje a jeho magnetické pole slábne; některé z nich se mohou později projevit jako magnetary. A když se dvě neutronové hvězdy srazí, výsledkem je ještě divočejší událost — srážka, která generuje gravitační vlny a zároveň vytváří polovinu prvků těžších než železo, včetně zlata ve vašem prstenu.
Proč je to zajímavé právě pro vás?
Pulsary jsou tak přesné, že slouží jako kosmické hodiny — když jeden „zmešká" o zlomek milisekundy, víme, že mezi námi a ním prolétla gravitační vlna, nebo že v mezihvězdném prostoru něco světlo zpomalilo. Magnetary zase ukazují, jak fyzika chová v extrémech, které si na Zemi nikdy nenapodobíme. Obojí vzniklo ze smrti hvězdy — a přitom slouží k tomu, abychom vesmír lépe pochopili.
Našli jste chybu nebo nepřesnost? Napište redakci. (redakce@kosmonovinky.cz)