Astronomové zaznamenali tři rotační glitche u pulsaru PSR J1637−4642 po 15 letech pozorování

Astronomové zaznamenali tři rotační glitche v pulsaru PSR J1637−4642, mladé neutronové hvězdě, jejíž chování sledovali po dobu více než 15 let. Dlouhodobé pozorování umožnilo odhalit nepravidelnosti v jinak mimořádně stabilní rotaci tohoto objektu a poskytlo cenná data pro pochopení vnitřní struktury neutronových hvězd.

Pulsary jsou rychle rotující neutronové hvězdy, které vysílají svazky elektromagnetického záření podobně jako majáky. Díky pravidelnosti jejich rotace patří mezi nejpřesnější přírodní „hodiny“ ve vesmíru. Právě proto vědce zajímají i drobné odchylky od této pravidelnosti, takzvané glitche – náhlé a krátkodobé zrychlení rotace hvězdy, po němž následuje pozvolný návrat k původnímu tempu.

Glitche vznikají pravděpodobně v důsledku interakce mezi pevnou kůrou neutronové hvězdy a supratekutým jádrem uvnitř ní. Supratekutá hmota se v běžném stavu otáčí rychleji než kůra, ale je s ní propojena prostřednictvím takzvaných vírů. Když se tyto víry náhle uvolní a přenesou svůj moment hybnosti na kůru, dojde k pozorovatelnému skokovému zrychlení rotace celé hvězdy. Studium těchto jevů proto nabízí jedinečný pohled do nitra objektů, které jinak nelze žádným způsobem přímo prozkoumat.

V případě pulsaru PSR J1637−4642 vědci zaznamenali celkem tři takové glitche. Jeden z nich patřil mezi výraznější případy tohoto typu – rychlost rotace hvězdy se při něm změnila o téměř tři části na milion. I když se toto číslo může zdát nepatrné, v kontextu extrémně stabilní rotace neutronových hvězd jde o významnou odchylku, kterou je možné přesně změřit a analyzovat.

Dlouhodobé sledování pulsaru bylo pro odhalení všech tří glitchů klíčové. Vzhledem k tomu, že se tyto jevy objevují nepravidelně a s různou intenzitou, vyžaduje jejich zachycení systematické a mnohaleté monitorování pomocí radioteleskopů. Právě patnáctileté pozorovací období umožnilo vědcům získat dostatek dat nejen k detekci glitchů samotných, ale i k popisu toho, jak se rotace pulsaru po každé z těchto událostí postupně vracela k normálu.

Výsledky výzkumu byly zveřejněny 20. srpna na serveru arXiv, kde vědci obvykle publikují své práce ještě před dokončením recenzního řízení. Studie byla následně přijata k publikaci v odborném časopise Astrophysical Journal Letters, což potvrzuje její vědeckou relevanci a přínos pro obor astrofyziky neutronových hvězd.

Analýza glitchů u pulsaru PSR J1637−4642 přispívá k rozšiřujícímu se katalogu podobných pozorování u dalších pulsarů po celém vesmíru. Každý nově zdokumentovaný případ pomáhá vědcům zpřesňovat modely popisující vnitřní stavbu neutronových hvězd, včetně vlastností supratekuté hmoty, která se podle současných teorií nachází v jejich jádrech. Tyto extrémní objekty, vznikající při gravitačním kolapsu masivních hvězd po výbuchu supernovy, patří k nejhustším a fyzikálně nejzajímavějším tělesům ve vesmíru.

Neutronové hvězdy dosahují hustoty srovnatelné s atomovým jádrem, přičemž jejich hmotnost, podobná hmotnosti Slunce, je stlačena do koule o průměru pouhých několika kilometrů. Takové extrémní podmínky nelze reprodukovat v žádné pozemské laboratoři, a proto jsou pozorování jako to u pulsaru PSR J1637−4642 pro fyziku mimořádně cenná. Poskytují totiž nepřímé, ale spolehlivé informace o chování hmoty za hranicemi toho, co je možné experimentálně ověřit jinak.

Vědecký tým, který studii zpracoval, plánuje v pozorování pulsaru pokračovat i nadále. Další sledování by mělo přinést informace o tom, zda se podobné glitche budou u tohoto objektu opakovat a s jakou frekvencí, což by pomohlo lépe pochopit fyzikální mechanismy stojící za jejich vznikem. Případ PSR J1637−4642 tak rozšiřuje řadu podobných objevů, které v posledních letech výrazně přispěly k porozumění dynamice neutronových hvězd a jejich vnitřní struktuře.