Aldebaran bulletin

Týdeník věnovaný aktualitám a novinkám z fyziky a astronomie.
Vydavatel: AGA & Štefánikova hvězdárna v Praze
Číslo 7 (vyšlo 20. února, ročník 4 (2006)
© Copyright Aldebaran Group for Astrophysics
Publikování nebo šíření obsahu je zakázáno.
ISSN: 1214-1674,
Email: bulletin@aldebaran.cz

Hledej

Nejrychlejší milisekundový pulsar J1748-2446ad

Jan Pacák

Vědcům pracujícím na radioteleskopu v Green BankuGBT – Green Bank Telescope, radioteleskop Roberta C. Byrda v Green Banku v Západní Virginii (79° 50′ 23,42″ západní délky, 38° 25′ 59,26″ severní šířky). Průměr antény je dle použitého radiového okna 100÷110 m. Radioteleskop je největším pohyblivým zařízením tohoto druhu na světě. Lze tak snímat celou oblohu od výšky 5° nad obzorem. Na rozdíl od většiny klasických antén je jeho talíř asymetrickým výřezem z paraboloidu o průměru 208 m a optická osa prochází 4 m od okraje antény. Na místě stojí již druhá verze radioteleskopu. První radioteleskop o průměru 92 metrů se v Green Banku zřítiil vlastní vahou dne 15. 2. 1988. se podařilo najít nejrychlejší milisekundový pulsarMilisekundový pulsar – neutronové hvězdy s rotační periodou v rozmezí 1÷10 ms. Občas jsou také nazývány „recyklovanými“ pulsary. Většinou se jedná o binární systémy, ve kterých je rotace urychlena v důsledku přetoku hmoty z průvodce na neutronovou hvězdu. Moment hybnosti látky se při tom zachovává. Záblesky se zkracují a jejich perioda dosahuje milisekundových hodnot. rotující s frekvencí 716 Hz (perioda 1,4 ms). Téměř 23 let trvalo, než se podařilo překonat rekord 642 Hz (perioda 1,6 ms) u pulsaru B1937+21. Pokud má pulsarPulsar – neutronová hvězda, jejíž magnetická a rotační osa nemají shodný směr. Zářící oblasti v magnetických pólech hvězdy díky rotaci vytvářejí pro pozorovatele majákovým efektem pulzy, zpravidla radiové, výjimečně až rentgenové či gama. První pulzar byl objeven v roce 1967 Jocelyne Bellovou pod vedením Anthony Hewishe. hmotnost menší jak 2 MS, musí být jeho poloměr  při této rotační rychlosti menší než 16 km.

GBT

Green Bank Telescope, obří radioteleskop s průměrem 100 metrů.

GBT – Green Bank Telescope, radioteleskop Roberta C. Byrda v Green Banku v Západní Virginii (79° 50′ 23,42″ západní délky, 38° 25′ 59,26″ severní šířky). Průměr antény je dle použitého radiového okna 100÷110 m. Radioteleskop je největším pohyblivým zařízením tohoto druhu na světě. Lze tak snímat celou oblohu od výšky 5° nad obzorem. Na rozdíl od většiny klasických antén je jeho talíř asymetrickým výřezem z paraboloidu o průměru 208 m a optická osa prochází 4 m od okraje antény. Na místě stojí již druhá verze radioteleskopu. První radioteleskop o průměru 92 metrů se v Green Banku zřítiil vlastní vahou dne 15. 2. 1988.

Neutronová hvězda – těleso tvořené degenerovaným neutronovým plynem o hmotnosti menší než přibližně 2 MS (Tolmanova-Oppenheimerova-Volkoffova mez). Typický průměr neutronové hvězdy je v řádu desítek kilometrů, průměrná hustota 1011 kg m−3 dosahuje hodnot hustoty atomového jádra. Neutronové hvězdy vznikají při gravitačním kolapsu velmi hmotných červených veleobrů, při výbuchu supernovy typu II. Obrovský tlak způsobuje „vtlačení“ elektronů do protonů za vzniku neutronů a neutrin. Neutronové hvězdy byly teoreticky předpovězeny ve 30. letech 20. století.

Pulsar – neutronová hvězda, jejíž magnetická a rotační osa nemají shodný směr. Zářící oblasti v magnetických pólech hvězdy díky rotaci vytvářejí pro pozorovatele majákovým efektem pulzy, zpravidla radiové, výjimečně až rentgenové či gama. První pulzar byl objeven v roce 1967 Jocelyne Bellovou pod vedením Anthony Hewishe.

Milisekundový pulsar – neutronové hvězdy s rotační periodou v rozmezí 1÷10 ms. Občas jsou také nazývány „recyklovanými“ pulsary. Většinou se jedná o binární systémy, ve kterých je rotace urychlena v důsledku přetoku hmoty z průvodce na neutronovou hvězdu. Moment hybnosti látky se při tom zachovává. Záblesky se zkracují a jejich perioda dosahuje milisekundových hodnot.

Určení maximální možné frekvence těchto zdrojů mikrovlnného a někdy dokonce i rentgenového záření je důležité pro velký okruh astrofyzikálních problémů, zahrnující například chování látky s extrémní hustotou nebo vysílání gravitačních vln.

Nejvíce milisekundových pulsarů můžeme nalézt v kulových hvězdokupáchKulová hvězdokupa – systém obsahující statisíce až miliony hvězd, držený pohromadě gravitací. Hvězdy v kulových hvězdokupách neobsahují prakticky žádné těžší prvky, a jsou proto velmi staré, nezřídka 12 až 13 miliard roků. Vznikly z prvotního plynu – vodíku a hélia v zárodcích budoucích galaxií. Většina kulových hvězdokup, které pozorujeme, je součástí naší Galaxie. Nejsou vázány na plochý podsystém, ale na celé galaktické haló.. Je to proto, že v jádru hvězdokupy je velmi vysoká koncentrace hvězd (104÷106 pc−3), což umožňuje vytvoření binárních systémů, které jsou důležité pro vznik těchto objektů. Více jak 80% milisekundových pulsarů je součástí binárního systému. Výzkum se proto věnoval hmotným a hustým kulovým hvězdokupám, jako je Terzan 5. Vědecký tým pod vedením Jasona W. T. Hesselse v této hvězdokupě našel celkem 30 rychlých pulsarů. Všechna pozorování byla prováděna radioteleskopem GBTGBT – Green Bank Telescope, radioteleskop Roberta C. Byrda v Green Banku v Západní Virginii (79° 50′ 23,42″ západní délky, 38° 25′ 59,26″ severní šířky). Průměr antény je dle použitého radiového okna 100÷110 m. Radioteleskop je největším pohyblivým zařízením tohoto druhu na světě. Lze tak snímat celou oblohu od výšky 5° nad obzorem. Na rozdíl od většiny klasických antén je jeho talíř asymetrickým výřezem z paraboloidu o průměru 208 m a optická osa prochází 4 m od okraje antény. Na místě stojí již druhá verze radioteleskopu. První radioteleskop o průměru 92 metrů se v Green Banku zřítiil vlastní vahou dne 15. 2. 1988..

Terzan 5

Kulová hvězdokupa Terzan 5. Zdroj: Institute of Astronomy, University of Tokyo.

Pulsar J1748−2446ad byl poprvé objeven 10. listopadu 2004, pozorování bylo potvrzeno 8. ledna 2005. Poté následovala každý měsíc pěti až šestihodinová pozorování v pásmu se středem na 1 950 MHz a pološířkou 600 MHz. Pásmo bylo rozděleno na 786 kanálů sledovaných se vzorkováním 82 μs. Při zpracování dat byl objeven průvodce pulsaru o minimální hmotnosti 0,14 MS, obíhající po eliptické dráze ve vzdálenosti 5÷6 RS, s oběžnou periodou 26 hodin (MS je hmotnost Slunce, RS je poloměr Slunce).

Těsná dvojhvězda

Těsná dvojhvězda s přetékající hmotou, která může urychlit rotaci pulsaru.

J1748-2446ad

Průběh pulzu pulsaru J1748-2446ad v relativních jednotkách.

Dále se zjistilo, že rovnice běžně používaná pro odhad maximální frekvence milisekundových pulsarů (základní tvar je odvozen z newtonovské mechaniky, koeficient byl určen experimentálně a zahrnuje obecně relativistické efekty)

fmax = 1045×(M/MS)1/2(10 km/R)3/2     [Hz]

neplatí pro pulsary z této hvězdokupy, neboť se otáčejí z neznámého důvodu rychleji, škálovací konstanta před vztahem má jinou hodnotu než u jiných pulsarů. Na závěr uveďme tabulku deseti nejrychlejších milisekundových pulsarů:

Pulsar Frekvence [Hz] Perioda [ms] Průvodce Umístění
J1748-2446ad 716 1,40 ano Terzan 5
B1937+21 642 1,56 ano Galaxie
B1957+20 622 1,61 ano Galaxie
J1748-2446O 596 1,68 ano Terzan 5
J1748-2446P 578 1,73 ano Terzan 5
J1843-1113 542 1,85 ne Galaxie
J0034-0534 533 1,88 ano Galaxie
J1748-2446Y 488 2,05 ano Terzan 5
J1748-2446V 482 2,07 ano Terzan 5
B0021-72J 476 2,10 ano 47 Tukanae

Zvuk týdne: Pulsary

B1937+21

Nahrávka radiové intenzity pulsarů je snadno převeditelná na zvukový záznam beze změny frekvence. Pro nejznámější pulsary převedli intenzitu radiového signálu na zvuk astronomové z Jodrell Bank Observatory. Pulsary jsou neutronové hvězdy, jejichž magnetická a rotační osa nemají shodný směr. Zářící oblasti v magnetických pólech hvězdy díky rotaci vytvářejí pro pozorovatele majákovým efektem pulsy, zpravidla radiové, výjimečně až rentgenové či gama. Poslechněte si nahrávku druhého nejrychlejšího pulsaru B1937+21 (perioda 1,6 ms), krátkoperiodického pulsaru v Krabí mlhovině PSR B0531+21 (perioda 33 ms) a typického pulsaru B0329+54 (perioda 714 ms).

Odkazy

Valid HTML 5 Valid CSS!

Aldebaran Homepage