Teleskop IXPE přináší revoluci ve vesmírném výzkumu
Zdroj: Shutterstock
Dlouho se věřilo, že za silným rentgenovým zářením u některých pulsarů stojí žhavé akreční disky. Nový objev NASA ale tento předpoklad vyvrací. Pomocí unikátního teleskopu IXPE vědci zjistili, že skutečným zdrojem jsou chaotické proudy částic — takzvaný pulsarový vítr. Tento objev mění pohled na to, jak mrtvé hvězdy září dál do hlubokého vesmíru.
Astronomové z USA, Itálie a Španělska si vzali pod drobnohled zvláštní dvojhvězdný systém označovaný jako PSR J1023+0038, zkráceně J1023. Tvoří ho neutronová hvězda — extrémně hustý pozůstatek po výbuchu supernovy — a menší hvězda, ze které pulsar odebírá materiál. Tento materiál kolem něj vytváří akreční disk, což je běžný jev v podobných binárních systémech.
Unikátnost J1023 spočívá v tom, že se jedná o „přechodový milisekundový pulsar“ – tedy objekt, který pravidelně střídá dvě fáze. V jedné fázi je aktivní, akreuje materiál a produkuje vysoké záření. V druhé fázi „ztichne“ a vysílá pouze rádiové pulzy. Tato proměnlivost z něj činí ideální přírodní laboratoř k pozorování procesů, které jinde nelze zachytit.
Zdrojem záření není disk, ale výtrysk částic
Vědci se dlouho domnívali, že rentgenové záření, které zachycujeme ze vzdálených pulsarů, vzniká právě ve žhavém akrečním disku. Jenže nová měření pomocí teleskopu IXPE (Imaging X-ray Polarimetry Explorer) ukázala pravý opak.
Zdroj: Shutterstock
Podle nového výzkumu rentgenové paprsky pocházejí z pulsarového větru – proudu extrémně rychlých částic, magnetických polí a rázových vln, které neutronová hvězda vyvrhuje do okolí. Tyto částice narážejí do akrečního disku, což způsobuje silné záření. Jde o zásadní změnu ve vnímání toho, odkud taková energie vlastně pochází.
Polarizace světla potvrdila jediný mechanismus
Klíčovým důkazem bylo měření tzv. polarizace světla, tedy toho, jak jsou vlny uspořádány. Astronomové použili IXPE k měření polarizace rentgenového světla a současně sledovali optické světlo pomocí teleskopu VLT v Chile.
Výsledky byly překvapivé: úhel polarizace byl u obou typů záření stejný. To znamená, že světlo, které k nám z pulsaru přichází, má společný fyzikální původ – a tím je právě pulsarový vítr. Podle astrofyzika Francesca Coti Zelatiho z Institutu vesmírných věd v Barceloně je to přímý důkaz toho, že celé záření má jeden dominantní zdroj.
Teleskop IXPE, společný projekt NASA a Italské vesmírné agentury, byl vypuštěn koncem roku 2021. Je to první přístroj ve vesmíru, který měří polarizaci rentgenových paprsků, a umožňuje tak vědcům studovat extrémní objekty – černé díry, supernovy nebo právě pulsary – zcela novým způsobem.
Na výzkumu J1023 se podílely i další observatoře: NASA NICER, Swift nebo radioteleskop Very Large Array v Novém Mexiku. Dohromady poskytly unikátní vícevlnovou sadu dat, která umožnila získat velmi přesný obraz o tom, co se v pulsaru vlastně děje.
Zdroje:
