Pulsar Vela jest rotującą wokól własnej osi gwiazdą neutronową. Wyrzuca ona w przestrzeń kosmiczną strugę materii (dżet). Dżet ten zmienia swoje oblicze.

Satelitarne obserwatorium rentgenowskie Chandra obserwowało strugę materii, wydobywającą się z pulsara o wdzięcznej nazwie Vela. Zdjęcia tej strugi prowadzone były w okresie od stycznia 2000 do sierpnia 2002 roku. Obserwacje te pozwalają astronomom badać zjawisko wypływu materii i antymaterii z pulsaru. Okazało się, że położona dalej od gwiazdy część dżetu zakręca “od pionu” i następnie w ten właśnie chaotyczny sposób porusza się. Porównać to można do zakręconych lizaków lub do wpompowywania powietrza w długi rękaw materiału. Każdy z nas na pewno widział to na ulicy. Napompowywane pajace, z jednej strony silnik wdmuchujący powietrze, a z drugiej dziura w głowie. W efekcie pajac zdaje się tańczyć.

Długość tego dżetu to około pół roku świetlnego” – mówi George Pavlov, astronom Uniwersytetu Stanowego Pensylwanii, główny autor artykułu, który ma się ukazać 10 lipca 2003 r. w The Astrophysical Journal. “Najbardziej zdumiewającą rzeczą w tym dżecie, jest to, że potrafi on zmieniać swój kształt i jednoczesnie jasność w tak krótkich skalach czasowych. Tak silna zmiana nie była dotąd obserwowana w jakichkolwiek astrofizycznych strugach” – dodaje Pavlov.

Obserwacje pokazują, że dżet w okresie tygodni zmienia swój kształt od “wyprostowanego” po “zakręcony”. W strudze występują jasne zgęstki, które poruszają się wzdłuż dżetu z prędkością około 50% prędkości światła! Sam dżet (oraz zgęstki) składa się głównie z bardzo energetycznych elektronów, pozytonów, które poruszją się po spirali wzdłuż linii pola magnetycznego. Cząstki tę poruszają się dodatkowo w silnym polu elektrycznym, którego potencjał sięga 100 milionów Woltów.

Długość strugi w czasie zmienia się, lecz jej grubość wydaje się pozostawać taka sama. To sugeruje, że struga jest po bokach ograniczona poprzez pole magnetyczne, które z kolei generowane jest przez poruszające się w dżecie elektrony. Zachowanie się kształtu strugi jest natomiast podyktowa tak zwaną “niestabilnością pożarniczego węża“.

Wyobraźmy sobie gumowy wąż leżący na ziemi” – mówi Marcus Teter, współautor pracy. “Jak włączycie wodę, to wąż zacznie skakać, przekręcać się, poruszać się szybko w różnych kierunkach. Spowodowane to jest wzrostem ciśnienia wody w wężu właśnie na tych chwilowych zagięciach. Struga Veli przypomina właśnie taki wąż tyle tylko, że zrobiony on jest z pola magnetycznego, ograniczającego ruch naładowanych elektrycznie cząstek“.

Studiowanie zachowań strug pulsarowych nie jest ważne tylko z punktu widzenia samych pulsarów” – dodaje Oleg Kargaltsev, student i wspólpracownik Pavlova i Tetera. “Obserwowanie takich strug może także pomóc w zrozumieniu olbrzymich dżetów wyrzucanych z supermasywnych czarnych dziur. Takie strugi też mogą się zmieniać, lecz potrzebują na to czasu milionów lat, zamiast tygodni jak w przypadku Veli“.

Autor

Marek Nikołajuk