Dziesięcioletnie obserwacje pulsarów prowadzone z Jodrell Bank przyczyniły się do lepszego poznania procesu spadku tempa rotacji pulsarów, co może pomóc astronomom w odkryciu długo poszukiwanych fal grawitacyjnych.

Pulsary to szybko obracające się gwiazdy neutronowe, posiadające silne pole magnetyczne. Emitują one silną wiązkę promieniowania, głównie w zakresie radiowym, którą jest jednocześnie dość wąska, więc możemy obserwować tylko jeśli jest skierowana dokładnie w kierunku Ziemi. Podczas obrotu pulsara omiata ona Ziemię, podobnie jak światło latarni morskiej. Tempo rotacji tych obiektów waha się od 1,4 milisekundy do 8,5 sekundy i jest bardzo stabilne, co czyni je najlepszymi naturalnymi zegarami we wszechświecie.

Tempo obrotów pulsarów jednak spada z czasem, co przeszkadza w prowadzeniu bardzo dokładnych obserwacji. Astronomowie korzystając z radioteleskopu o średnicy 76 metrów, znajdującego się w obserwatorium Jodrell Bank w północno-zachodniej Anglii przez dziesięć lat przyglądali się pulsarom w celu zbadania procesu. Zauważyli, że tempo zmian częstotliwości pulsara jest powiązane z kształtem wiązki. Odkryli także, że istnieją dwa tempa zmian częstotliwości i gwiazda przechodzi między nimi w nieprzewidywalny sposób. Te dwa stany wydają się różnić między sobą ilością naładowanych cząstek opuszczających powierzchnię pulsara – hamuje on szybciej, gdy ucieka więcej cząstek, a wolniej przy mniejszym tego tempie.

Dokładne obserwacje wiązek będą prowadziły do ustalenia odpowiednich czynników korekcyjnych. Część naukowców sądzi, że dzięki temu będzie możliwe użycie najszybszych pulsarów do odkrycia fal grawitacyjnych. Ich istnienie przewiduje obecnie przyjmowana Ogólna Teoria Względności, zaproponowana przez Alberta Einstein, jednak do tej pory nie udało się nikomu ich zaobserwować. Źródłem fal grawitacyjnych miałyby być układy podwójne czarnych dziur, a przejście fali przez pulsar powodowałoby zmianę okresu rotacji. Do tej pory wykrycie takich zmian było niemożliwe ze względu właśnie na nieregularności pulsarów.

Autor

Grzegorz Gajda