Obrazový kredit: NASA
Je možné, že rýchlosť odstreďovania pulzarov je obmedzená gravitačným žiarením podľa nových údajov získaných Rossi X-ray Timing Explorer NASA - jav, ktorý predpovedal Albert Einstein. Vedci sa domnievajú, že ako sa pulzar zrýchľuje, splošťuje sa a deformácie v jeho tvare spôsobujú, že vyžaruje vlny gravitácie, ktoré mu bránia v rotácii tak rýchlo, že sa rozpadá.
Gravitačné žiarenie, vlnky v štruktúre priestoru predpovedané Albertom Einsteinom, môžu slúžiť ako prostriedok na zvyšovanie kozmického priestoru, ktorý chráni bezohľadné pulzary pred príliš rýchlym roztočením a rozpadnutím sa, uvádza správa zverejnená v 3. júli vydania časopisu Nature.
Pulsary, najrýchlejšie točiace sa hviezdy vo vesmíre, sú jadrovými pozostatkami explodovaných hviezd, ktoré obsahujú hmotu nášho Slnka stlačenú do gule s priemerom asi 10 kilometrov. Niektoré pulzary získavajú rýchlosť ťahaním plynu od susednej hviezdy, dosahovaním rýchlosti odstreďovania takmer jednu otáčku za milisekundu alebo takmer 20% rýchlosti svetla. Tieto „milisekundy“ pulzary by odleteli, ak by získali oveľa väčšiu rýchlosť.
Použitím Rossi X-ray Timing Explorer agentúry NASA vedci našli limit, ako rýchlo sa pulzar točí a špekuluje, že príčinou je gravitačné žiarenie: Čím rýchlejšie sa pulzar točí, tým viac sa gravitačné žiarenie môže uvoľniť, pretože jeho vynikajúci sférický tvar sa mierne zmení deformované. Môže to obmedziť rotáciu pulzaru a zachrániť ho pred zničením.
„Príroda stanovila rýchlostný limit pre otočenie pulzaru,“ uviedol prof. Deepto Chakrabarty z Massachusetts Institute of Technology, hlavný autor článku v časopise. „Rovnako ako autá, ktoré na diaľnici prekročia rýchlosť, aj tie najrýchlejšie sa točiace pulzary mohli technicky ísť dvakrát rýchlejšie, ale niečo ich zastaví skôr, ako sa rozpadnú. Môže to byť gravitačné žiarenie, ktoré bráni pulzárom v ničení samých seba. “
Spoluautori Čakrabarty sú Dr. Edward Morgan, Michael Muno a Duncan Galloway z MIT; Rudy Wijnands, Univerzita St. Andrews, Škótsko; Michiel van der Klis, Amsterdamská univerzita; a Craig Markwardt, NASA Goddard Space Flight Center. Wijnands tiež vedie druhý list z prírody, ktorý toto zistenie dopĺňa.
Gravitačné vlny, analogické vlnám na oceáne, sú vlnky v štvorrozmernom priestore. Tieto exotické vlny, predpovedané Einsteinovou teóriou relativity, sú produkované masívnymi objektmi v pohybe a ešte neboli priamo zistené.
Pulzár, ktorý vznikol pri explózii hviezd, sa rodí rotujúci, asi 30-krát za sekundu, a spomaľuje sa po milióny rokov. Ak je však hustý pulzar so silným gravitačným potenciálom v binárnom systéme, môže vytiahnuť materiál zo svojej sprievodnej hviezdy. Tento prítok môže roztočiť pulzar v milisekundovom rozsahu a rotovať stokrát za sekundu.
U niektorých pulzarov sa akumulačný materiál na povrchu občas spotrebúva pri masívnom termonukleárnom výbuchu, ktorý vyžaruje zhluk röntgenového svetla trvajúci iba niekoľko sekúnd. V tejto zúrivosti leží krátka príležitosť zmerať točenie inak slabých pulzarov. Vedci tvrdia, že druh blikania nájdený v týchto röntgenových dávkach, nazývaný „oscilácie impulzov“, slúži ako priame meranie rýchlosti rotácie pulzaru. Pri štúdiu roztrhnutých oscilácií od 11 pulzarov zistili, že sa žiadny neotáčal rýchlejšie ako 619 krát za sekundu.
Rossi Explorer je schopný detekovať pulzary otáčajúce sa tak rýchlo, ako 4000 krát za sekundu. Predpokladá sa, že k rozpadu Pulsaru dôjde pri 1 000 až 3 000 otáčkach za sekundu. Vedci však nič také rýchlo nenašli. > Zo štatistickej analýzy 11 pulzarov dospeli k záveru, že maximálna rýchlosť pozorovaná v prírode musí byť nižšia ako 760 otáčok za sekundu.
Toto pozorovanie podporuje teóriu mechanizmu spätnej väzby zahŕňajúceho gravitačné žiarenie obmedzujúce rýchlosti pulzaru, ktoré navrhol prof. Lars Bildsten z Kalifornskej univerzity v Santa Barbare. Keď pulzár zvyšuje rýchlosť pomocou narastania, akékoľvek mierne zdeformovanie hustej kôry kryštalického kovu s hmotnosťou pol kilometra umožní pulzaru vyžarovať gravitačné vlny. (Predstavte si rotujúcu, podlhovastú ragbyovú guľu vo vode, ktorá by spôsobila viac vlniek ako rotujúci guľový basketbal.) Rovnovážna rotačná rýchlosť sa nakoniec dosiahne tam, kde uhlový pohyb uvoľnený gravitačným žiarením zodpovedá uhlovej hybnosti pridávanej do pulzaru pomocou pulzu jeho spoločník hviezda.
Bildsten povedal, že narastajúce milisekundové pulzary by sa mohli nakoniec študovať podrobnejšie úplne novým spôsobom, a to prostredníctvom priamej detekcie gravitačného žiarenia. LIGO, gravitačné vlnové observatórium s laserovým interferometrom, ktoré je teraz v prevádzke v Hanforde vo Washingtone a v Livingstone v Louisiane, bude nakoniec laditeľné na frekvenciu, pri ktorej sa očakáva, že milisekundové pulzary budú vysielať gravitačné vlny.
"Vlny sú jemné, meniace sa časopriestor a vzdialenosť medzi objektmi tak ďaleko od seba, ako je Zem a Mesiac, oveľa menej ako je šírka atómu," uviedol prof. Barry Barish z Kalifornského technologického inštitútu, riaditeľ LIGO. „Gravitačné žiarenie ako také nebolo doteraz priamo zistené. Dúfame, že sa to čoskoro zmení. “
Pôvodný zdroj: NASA News Release
