Tajomstvo Gemingy: Antimateriová továreň pulzaru odhalená

Nedávno zverejnené video od Astrum prináša fascinujúci pohľad na dlhé desaťročia trvajúce pátranie po zdroji prebytočnej antihmoty, ktorý dopadá na našu planétu. Vedcom sa konečne podarilo identifikovať vinníka – pulzar Geminga, starobylý astronomický „cold case“, ktorý vedcov oklamával celé pol storočia. V tomto článku si bližšie pozrieme príbeh Gemingy, od prvých záhadných signálov až po finálne potvrdenie jej úlohy ako obrovskej antimateriovej továrne.

Kľúčové poznatky

• Antimateriová továreň: V diaľke 800 svetelných rokov od Zeme produkuje Geminga obrovské množstvo pozitrónov (antihmotových častíc), ktoré sa zrútia na našu planétu.
• Detekcia prebytočnej antihmoty: NASA's Alpha Magnetic Spectrometer (AMS) na Medzinárodnej vesmírnej stanici v roku 2011 zaznamenal nečakane vysoký počet pozitrónov.
• Geminga – zdroj gama žiarenia: Už v 70-tych a 80-tych rokoch identifikovala NASA's Small Astronomy Satellite 2 (SAS-2) neznámy zdroj gama žiarenia, ktorý neskôr dostal meno Geminga („nie je tam“).
• Pulzar – rýchlo rotujúca neutrónová hviezda: V roku 1991 bolo zistené, že Geminga je pulzar – rýchlo sa otáčajúca neutrónová hviezda.
• Unikátny pulzar: Geminga bola unikátna svojou rádiotichosťou a absenciou obklopujúcej nebuly typickej pre iné známe pulzary.

Od záhadných signálov k identifikácii Gemingy

Prvé náznaky o neobvyklej aktivite v hlbokom vesmíre sa objavili už v roku 1972, keď SAS-2 zaznamenal silný zdroj gama žiarenia. Tento zdroj bol spočiatku len slabou škvrnou na mape Mliečnej galaxie a jeho presná poloha zostávala záhadou. Nasledujúce desaťročia priniesli ďalšie pozorovania, ktoré postupne zúžili oblasť možného zdroja.

Prelom prišiel v roku 1983, keď tím pod vedením Bignamiho s pomocou teleskopu Einstein X-ray Satellite zaznamenal slabý X-lúčový signál vychádzajúci z Gemingy. Toto pozorovanie výrazne zúžilo možnú polohu zdroja a otvorilo cestu k ďalším objavom.

Pulzar – rotujúca neutrónová hviezda s obrovskou energiou

V roku 1991 teleskopy ROSAT a EGRET identifikovali pulzujúce signály v gama žiarení, čo definitívne potvrdilo, že Geminga je pulzar. Pulzary sú rýchlo rotujúce neutrónové hviezdy – zvyšky po výbuchu supernovy. Majú extrémne silné magnetické polia a vyžarujú lúč elektromagnetického žiarenia, ktoré sa zdá pulzovať, keď sa hviezda otáča.

Geminga bola však unikátna. Na rozdiel od iných známych pulzarov nevykazovala žiadny rádiosignál – bola „rádiotichá“. Tento fakt dlho prekváral vedcov a viedol k mnohým teóriám o príčine tohto javu.

Rádioticho a vysvetlenie magnetického poľa

V roku 1997 sa podarilo zaznamenať extrémne slabé rádiosignály z Gemingy pri frekvencii 100 megahertzov, čo vysvetlilo predošlé neúspechy v hľadaní rádiového žiarenia. Vedci predpokladajú, že silné magnetické pole Gemingy absorbuje alebo láme rádiové vlny, čím ich znižuje a sťažuje detekciu pri vyšších frekvenciách.

Pohybujúca sa hviezda a X-lúčové chvosty

Geminga sa navyše pohybuje vesmírom rýchlosťou 210 kilometrov za sekundu, čo vytvára dva kométovité X-lúčové chvosty, ktoré sa tiahnu miliardami kilometrov. Tieto chvosty sú výsledkom interakcie Gemingy s medzihviezdnym plynom a prachom.

Potvrdenie úlohy ako zdroja antihmoty

V roku 2013 a 2017 AMS potvrdil prebytok pozitrónov, ktorý bol spočiatku pripisovaný temnej hmote. Pozorovania pomocou HAWC Observatory a Fermi’s Large Area Telescope následne odhalili rozsiahle gama-žiarené halo okolo Gemingy, čo definitívne dokázalo, že pulzary sú hlavným zdrojom týchto pozitrónov.

Záverečné úvahy

Príbeh Gemingy je ukážkou vynikajúcej práce vedcov a ich schopnosti odhaliť skryté záhady vesmíru. Pátranie po zdroji antihmoty, ktoré trvalo celé desaťročia, prinieslo fascinujúce zistenie o pulzaroch a ich úlohe v produkcii týchto exotických častíc. Geminga nám ukazuje, že aj tie najstaršie astronomické objekty môžu skrývať prekvapivé a neprebádané procesy.

Referencie:

• ESA is hot on the trail of Geminga: https://astrumspace.info/ESAgeminga
• Mysterious GEMINGA on the Move: https://astrumspace.info/Gemingaonthemove
• Fifty years ago Jocelyn Bell discovered pulsars and changed our view of the universe: https://astrumspace.info/pulsardiscovery
• Extended emission around the Geminga pulsar: https://astrumspace.info/Gemingaemission
• Results from the Energetic Gamma-Ray Experiment Telescope (EGRET) on the Compton Observatory: https://astrumspace.info/EGRET
• ROSAT: https://astrumspace.info/ROSAT
• Detection of a γ-ray halo around Geminga with the Fermi-LAT and implications for the positron flux: https://astrumspace.info/gammahalo
• Why is the Geminga pulsar radio quiet at frequencies higher than about 100 MHz?: https://astrumspace.info/radiosilent
• Chandra Images Show That Geometry Solves a Pulsar Puzzle: https://astrumspace.info/Chandrasolvespuzzle
• NASA’s Fermi Mission Nets 300 Gamma-Ray Pulsars … and Counting: https://astrumspace.info/Fermimission

Približne 190 gCO₂ bolo uvoľnených do atmosféry a na chladenie sa spotrebovalo 0.95 l vody za účelom vygenerovania tohoto článku.