Pulsary, gwiazdy stanowiące końcowe ogniwo ewolucji masywnych gwiazd, od dawna budzą zainteresowanie astronomów i fizyków. Wykrycie pulsara, świadczy zawsze o istnieniu w badanym przez nas miejscu szybko rotującej gwiazdy neutronowej. Materia we wnętrzu takiej gwiazdy jest ściśnięta do gęstości, przekraczającej gęstości panujące w jądrach atomowych. Poznanie własności materii wystawionej na ekstremalnie ciśnienia i temperatury, panujące wewnątrz gwiazd neutronowych, od dawna kusi fizyków – żadne laboratorium na Ziemi nie jest w stanie odtworzyć tego rodzaju warunków.

Pulsary powstają podczas eksplozji supernowych, kiedy wybuchająca gwiazda odrzuca zewnętrzne warstwy, a jej jądro zapada się, tworząc niezwykle mały, kilkunastokilometrowy, bardzo gęsty obiekt, zwany gwiazdą neutronową. Niekiedy bardzo silne pole magnetyczne nowopowstałej gwiazdy neutronowej sprawia, że poruszające się pod jego wpływem elektrony wysyłają promieniowanie radiowe, które jesteśmy w stanie obserwować. Ponieważ gwiazdy neutronowe obracają się wokół własnej osi, obserwujemy tylko błyski promieniowania, wysyłane w chwili, gdy gwiazda zwrócona jest swoim biegunem magnetycznym ku nam.

Nie można wykluczyć, że w jądrze takich gwiazd znajduje się materia nie spotykana poza laboratoriami, składająca się nie z protonów i neutronów, lecz hiperonów oraz tzw. cząstek dziwnych. Do zbadania własności tego rodzaju gwiazd potrzebujemy jednak dokładniejszej wiedzy o ich podstawowych parametrach: rozmiarze, masie i temperaturze.

Dokładne wyznaczenie masy jakiejkolwiek gwiazdy nie jest możliwe, jeśli porusza się ona w przestrzeni samotnie. Jeżeli jednak gwiazda ma towarzysza, dokładne obserwacje ich wzajemnego ruchu pozwalają niekiedy na stosunkowo precyzyjne wyznaczenie masy obu składników. Dlatego też odkrycie w 2001 roku układu, w którym pulsarowi PSR J1740-5340 towarzyszy zwykła gwiazda, wywołało duże zainteresowanie astronomów.

17 września 2002 zespół kierowany przez prof. Janusza Kałużnego z Centrum Astronomicznego im. Mikołaja Kopernika w Warszawie doniósł o wyznaczeniu masy obu składników. Przy jej określaniu badacze posłużyli się wynikami obserwacji światła, dochodzącego od towarzyszącej pulsarowi gwiazdy. Jak się okazuje, znajdująca się w tym układzie gwiazda neutronowa ma masę około 1,53 (+/-0,19) masy Słońca.

Chociaż sam wynik nie jest zaskoczeniem – jest to masa typowa dla dotychczas obserwowanych gwiazd neutronowych – jednoznacznych pomiarów masy pulsara dokonanych metodą bezpośrednią jest, jak dotąd, zaledwie kilka. Podany powyżej wynik jest pierwszym stosunkowo dokładnym pomiarem masy gwiazdy neutronowej, opartym o obserwacje optyczne.

Autor

Marcin Marszałek