Tajemnicza przemiana kosmicznego zegara
Pulsary milisekundowe to niezwykle gęste gwiazdy neutronowe, które wirują z prędkością setek obrotów na sekundę. Emitują wiązki promieniowania niczym kosmiczne latarnie morskie, tworząc niezwykle regularne sygnały. PSR J1713+0747 należał do absolutnej elity pod względem stabilności. Zmiana okazała się fundamentalna i wieloaspektowa. Główny pik profilu sygnału stał się węższy, podczas gdy jego podstawa znacznie się poszerzyła. Podobne przekształcenia dotknęły polaryzację sygnału, co zostało odnotowane jednocześnie przez kilka obserwatoriów rozsianych po całym globie. Analiza zjawiska ujawniła intrygujące szczegóły. Zmienność spektralna i czasowa okazała się znacznie wyraźniejsza w jednym z ortogonalnych trybów polaryzacji. Co ciekawe, kąt pozycji polaryzacji liniowej utrzymywał stabilność przez cały okres trwania zdarzenia – paradoks, który dodatkowo utrudnia interpretację obserwacji.
Każdy impuls pulsara jest inny. To ma unikalną sygnaturę – wyjaśnia Rami Mandow, główny autor badań
Szerokopasmowy charakter zdarzenia wraz z wyraźną zależnością od częstotliwości wyeliminował jedną z początkowych hipotez. Efekty propagacji zimnej plazmy w ośrodku międzygwiazdowym nie mogły wyjaśnić zaobserwowanych anomalii – zbyt wiele wskazywało na źródło znajdujące się blisko samej gwiazdy neutronowej. Naukowcy metodycznie odrzucali kolejne potencjalne wyjaśnienia. Wpływ towarzyszącego białego karła został wykluczony, podobnie jak teoria zderzenia z asteroidą.
Gwiazdy neutronowe to malutki cel, a potrzebne byłoby bezpośrednie trafienie – zauważa Rami Mandow
Pozostają dwie główne koncepcje: reorganizacja potężnego pola magnetycznego pulsara lub skupienie plazmy w jego magnetosferze. Oba scenariusze sugerują procesy zachodzące w bezpośrednim sąsiedztwie gwiazdy neutronowej. Magnetosfera pulsara to niezwykle złożone środowisko, gdzie naładowane cząstki poruszają się wzdłuż linii pola magnetycznego o natężeniu biliony razy przewyższającym ziemskie. Nawet minimalne zmiany w tej strukturze mogą radykalnie przekształcić obserwowane sygnały.
Trwałe konsekwencje kosmicznej awarii
Ponad cztery lata po zdarzeniu pulsar wciąż nie powrócił do stanu sprzed 2021 roku. Obserwacje wskazują na powolny, asymptotyczny proces odbudowy, jednak brak pewności, czy PSR J1713+0747 kiedykolwiek odzyska dawną precyzję. To może oznaczać trwałą przemianę struktury pola magnetycznego – fundamentalną zmianę w budowie jednego z najdokładniejszych kosmicznych „zegarów”. Konsekwencje niestandardowego zachowania PSR J1713+0747 okazały się dalekosiężne. Wszystkie międzynarodowe zespoły zajmujące się układami czasowymi pulsarów musiały usunąć ten obiekt z swoich zestawów danych. Takie układy stanowią kluczowe narzędzie w poszukiwaniu fal grawitacyjnych o bardzo niskich częstotliwościach. Działają jak gigantyczny detektor rozciągnięty na skalę galaktyczną – każda zmiana w czasie dotarcia impulsów może wskazywać na przechodzące fale grawitacyjne.
Czytaj też: Kosmiczna anomalia temperaturowa podważa standardowy model kosmologii
Utrata tak stabilnego pulsara jak PSR J1713+0747 to znaczący cios dla tej dziedziny badań. Obiekt był widoczny dla radioteleskopów na całym świecie i służył jako punkt odniesienia dla innych pomiarów. Nadzieja pojawia się wraz z rozwojem nowych instrumentów. Przyszłe radioteleskopy, takie jak Square Kilometre Array (SKA), będą dysponować znacznie większą czułością. To umożliwi odkrycie nowych, równie precyzyjnych pulsarów, które mogą zastąpić PSR J1713+0747 w badaniach naukowych. Tymczasem naukowcy pracują nad modelowaniem zachowania tego pulsara po 2022 roku. Cel jest ambitny – opracować metody korekty, które pozwolą ponownie wykorzystać jego dane w eksperymentach.
Mój kolejny projekt to modelowanie PSR J1713+0747, aby wszyscy mogli korzystać z danych po 2022 roku – podsumowuje Mandow
Choć utrata tak cennego narzędzia badawczego jest niewątpliwie frustrująca, zdarzenie to przypomina nam o fundamentalnej prawdzie nauki: natura wciąż potrafi nas zaskoczyć. Fakt, że jeden z najbardziej niezawodnych obiektów we wszechświecie nagle zmienił swoje zachowanie, każe zastanowić się nad tym, jak wiele wciąż nie wiemy o mechanizmach rządzących gwiazdami neutronowymi.