Pulsary jsou zbytky hvězd, které velkolepě explodovaly jako supernovy. Výbuchy supernovy za sebou zanechávají malou mrtvou hvězdu o průměru jen asi 20 kilometrů, která se velmi rychle otáčí a je vybavena obrovským magnetickým polem. "Tyto mrtvé hvězdy jsou vyrobeny téměř výhradně z neutronů a jsou extrémně husté: čajová lžička jejich materiálu má hmotnost přes pět miliard tun, což je asi 900krát více než hmotnost Velké pyramidy v Gíze," vysvětluje vědecká pracovnice H.E.S.S. Dr. Emma de Oña. Wilhelmi, spoluautor článku pracující v German Electron Synchrotron (DESY) v Německu.

Pulsary vysílají rotující paprsky elektromagnetického záření, podobně jako vesmírné majáky. Pokud jejich paprsek prochází sluneční soustavou, pozorujeme v pravidelných intervalech záblesky záření. Tyto záblesky, nazývané také pulzy záření, se mohou vyskytovat v různých energetických rozsazích elektromagnetického spektra. Vědci se domnívají, že zdrojem tohoto záření jsou rychlé elektrony, které se vytvářejí a urychlují v magnetosféře pulsaru, když putují k jeho periferii. Magnetosféra se skládá z plazmatu a elektromagnetických polí obklopujících hvězdu a rotujících s ní. „Během své cesty ven získávají elektrony energii a uvolňují ji ve formě pozorovaných paprsků záření,“ vysvětluje prof. Bronisław Rudak z Astronomického centra. Univerzita Mikuláše Koperníka (CAMK PAN), rovněž spoluautor publikace.

Pulsar Vela, který se nachází na jižní obloze v souhvězdí Plachty, je nejjasnějším pulsarem v rádiovém pásmu elektromagnetického spektra a nejjasnějším trvalým zdrojem kosmického záření gama v rozsahu gigaelektronvoltů (GeV). Otočí se přibližně jedenáctkrát za sekundu. V energetickém rozsahu nad několik GeV jeho záření náhle zmizí, pravděpodobně proto, že elektrony dosáhnou konce magnetosféry pulsaru a uniknou z ní.

Toto není konec příběhu. Díky dlouhodobým pozorováním pomocí dalekohledů H.E.S.S. nyní byla objevena nová složka záření v rozsahu ještě vyšších energií, dosahující několika desítek teraelektronvoltů (TeV). "Toto je záření asi 200krát energetičtější než jakékoli dříve zaznamenané z tohoto objektu," říká spoluautor prof. Christo Venter z University of the North West v Jižní Africe. Tato velmi vysokoenergetická složka záření se objevuje ve stejných fázích jako složka pozorovaná v rozsahu GeV. K dosažení takto vysokých energií však musí elektrony cestovat za hranici magnetosféry a fáze pulzů by měly zůstat nedotčené.

"Tento výsledek zpochybňuje naše předchozí znalosti o pulsarech a vyžaduje přehodnocení toho, jak tyto přírodní urychlovače fungují," říká Dr. Arache Djannati-Ataï z Astroparticles and Cosmology Laboratory (APC) ve Francii, který výzkum vedl. "Tradiční schéma, podle kterého jsou částice urychlovány podél magnetických siločar uvnitř magnetosféry nebo mírně vně magnetosféry, nemůže adekvátně vysvětlit naše pozorování. Zrychlení částic můžeme pozorovat prostřednictvím takzvaného procesu magnetického přepojování mimo světelný válec, který nějakým způsobem udržuje rotace vzoru. I tento scénář však naráží na potíže při vysvětlení toho, jak vzniká záření tak extrémní energie.“

Ať už je vysvětlení jakékoli, Vela se mezi svými dalšími unikátními vlastnostmi oficiálně stala pulsarem s nejvyšší dosud objevenou energií gama záření. „Tento objev otevírá nové pozorovací okno pro detekci dalších pulsarů v rozsahu několika desítek teraelektronvoltů pomocí současných a budoucích citlivějších gama dalekohledů, čímž dláždí cestu k lepšímu pochopení procesů extrémního urychlování částic v astrofyzikálních objektech se silnými magnetickými vlastnostmi. pole,“ zdůrazňuje Dr. Arache Djannati- Ataï.

Observatoř H.E.S.S (High Energy Stereoscopic System) je síť pěti Čerenkovových dalekohledů pro pozorování kosmického záření gama. Hvězdárna funguje v rámci mezinárodní spolupráce. Dalekohledy se nacházejí v Namibii, poblíž hory Gamsberg, v oblasti známé svými vynikajícími podmínkami pro astronomická pozorování. Čtyři dalekohledy H.E.S.S začal fungovat v roce 2002/2003 a mnohem větší pátý dalekohled - H.E.S.S. II - od července 2012. Přidání pátého dalekohledu rozšířilo energetický rozsah zaznamenaného záření směrem k nižším energiím a zvýšilo citlivost sítě. Ve výzkumu H.E.S.S Účastní se více než 230 vědců ze 41 ústavů v 15 různých zemích.

Tým H.E.S.S. tvoří zahrnuje vědce z pěti polských institucí: Astronomického centra. Akademie věd M. Koperníka ve Varšavě, Astronomická observatoř Jagellonské univerzity v Krakově, Ústav jaderné fyziky. H. Niewodzińského v Krakově, Astronomická observatoř Varšavské univerzity a Astronomický ústav Univerzity Mikuláše Koperníka v  Toruniu. Roli národního koordinátora projektu plní prof. Ph.D. Rafał Moderski z Astronomického centra. M. Koperník Polská akademie věd.

zdroj: science.uj.edu.pl