Grupa astronomów stwierdziła, że błyski radiowe o ogromnej mocy są generowane w pulsarach przez struktury tak niewielkie jak plażowe piłki. Uczeni twierdzą, że to przełom w rozumieniu tych światów, nazwanych przez jednego z badaczy “najbardziej egzotycznymi środowiskami we Wszechświecie”.

To jak na razie najmniejsze obiekty wykryte poza Układem Słonecznym” – powiedział Tim Hankins, kierownik grupy badawczej, która badała odległy od Ziemi o 6 tysięcy lat świetlnych pulsar w mgławicy Krab. “Mały obszar tych regionów jest sprzeczny z wszystkimi poza jednym modelami tego, jak generowane jest promieniowanie radiowe“.

Pozostałymi członkami zespołu są: Jeff Kern, James Weatherall i Jean Eilek. Kiedy przeprowadzono obserwacje Hankins pracował w Arecibo Observatory w Puerto Rico. On oraz Eilek są profesorami w New Mexico Institute of Mining and Technology (New Mexico Tech) w Socorro. Kern był studentem w NM Tech. Obecnie pisze doktorat w National Radio Astronomy Observatory (NRAO) w Socorro. Weatherall jest adiunktem w NM Tech, obecnie pracującym w Federal Aviation Administration. Swoje odkrycie uczeni ogłosili w Nature z 13 marca.

Pulsary to supergęste gwiazdy neutronowe, pozostałości masywnych gwiazd, które wybuchły jako supernowe. Emitują one potężne wiązki fal radiowych i światła. Gdy gwiazda neutronowa się obraca, wiązki omiatają Kosmos niczym światła latarni morskiej. Kiedy wiązka trafia w Ziemię – widzimy puls pulsara. Gwiazda neutronowa w mgławicy Krab obraca się 33 razy w ciągu każdej sekundy.

Za Jocelyn Bell – odkrywczyni pulsarów“>odkrycie pulsarów przyznano w 1967 roku Nagrodę Nobla. W tamtych czasach sposób w jaki generowane są fale radiowe pozostawał tajemnicą.

Dzięki pomocy inżynierów z NRAO, Hankins i jego zespół za projektowali i zbudowali elektroniczne urządzenie, które umożliwiło badanie pulsów w bardzo krótkich skalach czasowych. Urządzenie zostało zainstalowane na 300-metrowym radioteleskopie w Arecibo. Za jego pomocą zanalizowano dochodzące z Kraba “wielkie” pulsy dzieląc je na maleńkie fragmenty.

Badacze odkryli, że niektóre z “wielkich” pulsów zawierają mniejsze pulsy trwające nie dłużej niż 2 nanosekundy (nanosekunda to miliardowa część sekundy). To oznacza, że obszar w którym zostały wygenerowane nie może mieć więcej niż 60 centymetrów średnicy, co odpowiada odległości pokonywanej przez światło w czasie 2 nanosekund.

Uczeni stwierdzają, że ten fakt ma kolosalne znaczenie dla zrozumienia jak powstaje emisja radiowa pulsarów.

Magnetosfera pulsara – obszar ponad biegunami gwiazdy, w którym powstają fale radiowe – to “najbardziej egzotyczne środowisko we Wszechświecie” – stwierdził Kern. W tym środowisku materia istnieje jako plazma, w której elektrycznie naładowane cząstki mogą swobodnie reagować na bardzo silne pola magnetyczne i elektryczne.

Bardzo krótkie subpulsy wykryte przez uczonych mogą być generowane przez procesy, w których fale gęstości w plaźmie oddziałują z własnymi polami elektrycznymi, stając się gęstszymi. W końcu dochodzi do “wybuchowego kolapsu”, w którym powstają fale radiowe.

Żaden z innych zaproponowanych mechanizmów nie może wyprodukować tak krótkich pulsów” – powiedział Eilek. “Zdolność badania pulsów w tak krótkich skalach czasowych dała nam nowe okno, dzięki któremu możemy badać radiową emisję pulsarów“.

Krab jest jednym z zaledwie trzech znanych pulsarów, które emitują supersilne “wielkie” pulsy. Zdarzają się one co jakiś czas pomiędzy regularnymi, słabszymi “normalnymi” pulsami.

Niektóre z subpulsów dochodzących z Kraba są pod względem mocy promieniowania radiowego drugim co do jasności (po Słońcu) obiektem na niebie. Chociaż mechanizm zamieniający energię plazmy w emisję radiową “wielkich” pulsów może zachodzić tylko w przypadku Kraba, nie jest wykluczone że może wszystkie pulsary mogą działać w podobny sposób. Zespół zajmuje się obecnie obserwacjami innych obiektów. Subpulsy z Kraba są tak silne, że używane urządzenie mogłoby je wykryć nawet wtedy, gdyby Krab znajdował się w sąsiedniej galaktyce.

Mgławica Krab to obłok pozostałości gwiazdy, której wybuch obserwowano 4 lipca 1054 roku. Chińscy astronomowie zauważyli nową gwiazdę, która świeciła jaśniej niż Wenus i przez 23 dni była widoczna nawet w dzień.

Mgławicę w 1731 roku odkrył John Bevis. Później w niezależny sposób zauważył ją Charles Messier 28 sierpnia 1758 roku. Od niej rozpoczął budowanie katalogu obiektów mgławicowych, nadając jej oznaczenie M1. Mgławica Krab może być obserwowana przez astronomów amatorów za pomocą niewielkich teleskopów. Znajduje się w konstelacji Byka.

W 1948 roku wykryto emisje radiową z M1. W 1968 roku odkryto, że w jej centrum znajduje się pulsar. Rok później zauważono, że również światło dochodzące z Kraba pulsuje.

Autor

Michał Matraszek