Hoci je vesmír je zaplnený takmer nepochopiteľnými a neobvyklými telesami, astronómovia môžu byť teraz o krok bližšie k pochopeniu životného cyklu hviezd. Pri pozorovaní vzdialeného hviezdneho systému vedci identifikovali objekt, ktorý by mohol byť najhmotnejšou doteraz pozorovanou neutrónovou hviezdou. To by mohlo trocha osvetliť temnú hranicu medzi čiernymi dierami a neutrónovými hviezdami.
Neutrónové hviezdy podobné tejto novoobjavenej označenej J0740+6620 sú zvyšky mŕtvych hviezd. Hviezdy svietia milióny až miliardy rokov, ale všetky raz vyčerpajú svoje jadrové palivo. Niektoré hviezdy, presnejšie tie s počiatočnou hmotnosťou 8 – 30 hmotností Slnka skončia svoj život ako neutrónové hviezdy. Menej hmotné hviezdy podobné Slnku sa stanú bielymi trpaslíkmi a hmotnejšie zasa skolabujú na čierne diery. Neutrónová hviezda je extrémne hustá, má hmotnosť väčšiu než naše Slnko, ale jej veľkosť sa meria len na desiatky km! Zvyšok hmoty z pôvodnej hviezdy je odfúknutý pri výbuchu supernovy, pričom po sebe zanechá husté jadro bohaté na železo. Jadro však obsahuje toľko hmoty, že sa zmrští a pritom splynú protóny a elektróny a vzniknú neutróny. Niektoré neutrónové hviezdy podobne ako aj J0740+6620 rotujú rýchlo okolo svojej osi a vyžarujú záblesky žiarenia zo svojich pólov – také neutrónové hviezdy nazývame pulzary.
A práve toto „pulzovanie“ je kľúčom ku charakterizovaniu objektu J0740+6620. Neutrónová hviezdy s týmto označením nie je osamotená. Je súčasťou dvojhviezdy obsahujúcej ešte menej hmotného bieleho trpaslíka. Našťastie, jeden z pólov pulzaru J0740+6620 mieri k Zemi pričom svojimi rádiovými signálmi nás pri každej otáčke zasahuje. Vzdialenosť pulzaru od nás je 4600 svetelných rokov a doba rotácie je na milisekundovej škále, t.j. rýchlosť je rádovo stovky otáčok za sekundu. Vedci na jeho sledovanie použili rádioteleskop v Green Banku (štát West Virginia, USA). Keď biely trpaslík prechádza popred pulzar, jeho gravitácia zapríčiní jemnú odchýlku v pravidelnosti rádiových impulzov pulzaru (ich oneskorenie) známu pod názvom Shapirov efekt. Vedecký tím meral toto oneskorenie, ktoré predstavovalo rozdiel len okolo jednej stotisíciny sekundy. Shapirov efekt nám dodal dôležitú informáciu: hmotnosť bieleho trpaslíka.
A keď vieme hmotnosť jedného telesa v dvojhviezdnom systéme, je veľmi jednoduché určiť hmotnosť druhého. To preto, lebo súčet hmotností oboch telies sa dá vypočítať z tretieho Keplerovho zákona – ak poznáme periódu obehu a veľkú polos dráhy, alebo ak máme nameranú krivku radiálnych rýchlostí (t.j. rýchlosť v smere zorného lúča v závislosti na čase) a poznáme periódu obehu. Takto sa pre neutrónovú hviezdu J0740+6620 podarila určiť hmotnosť na 2,14 hmotnosti Slnka, čo je veľmi tesne pri teoretickej hornej hranici hmotnosti neutrónových hviezd, ktorá sa odhaduje na 2,3 hmotnosti Slnka. Niektoré štúdie síce pojednávajú o neutrónových hviezdach s hmotnosťou až 2,4 – 2,5 hmotností Slnka, ale tieto hmotnosti neboli namerané tak presne ako v tomto prípade. V súčasnosti nevieme úplne presne, aká môže byť maximálna hmotnosť neutrónových hviezd, ale zatiaľ sme neobjavili žiadnu čiernu dieru s hmotnosťou pod 5 hmotností Slnka. Čo sa deje v oblasti hmotností medzi týmito dvoma hodnotami (2,3 – 5 hmotností Slnka) zostáva naďalej záhadou, ale štúdiom pulzaru J0740+6620 by sme mohli vrhnúť trocha svetla na tajomstvo života a smrti hviezd.
Publikované v časopise QUARK 1/2020, RNDr. Zdeněk Komárek
Na titulnom obrázku hore je umelecká predstava mladej neutrónovej hviezdy – pulzaru
Zdroj obrázkov: https://www.extremetech.com
