Přehlídka vesmírných bizarností (2): Nestvůrné pulzary a magnetary

Některé neutronové hvězdy (viz předchozí část článku) jsou samy o sobě velmi zajímavé a původ jejich vlastností bychom měli hledat ve vlastnostech stálic, z nichž se zformovaly. Hvězdy totiž obvykle rotují a mnohými z nich prostupují magnetická pole. Během rychlé gravitační kontrakce na neutronovou hvězdu stále platí zákony zachování momentu hybnosti a celkového magnetického toku. V důsledku zachování momentu hybnosti musí se zmenšujícím se poloměrem narůstat rychlost rotace, a to proporčně. Zmenší-li se tedy stálice během gravitačního kolapsu tisíckrát, musí se také tisíckrát zrychlit její rotace. Neutronové hvězdy tudíž obvykle rychle rotují: mnohé z nich vykonají za jedinou sekundu i tisíc otáček!

Až tisíckrát za sekundu 

Zachování celkového magnetického toku povrchem zcela analogicky zesiluje povrchová magnetická pole s tím rozdílem, že zde platí kvadratická závislost na měnícím se poloměru objektu. Zmenší-li se tedy hvězda tisíckrát, vzroste intenzita povrchových magnetických polí milionkrát. Obvyklé intenzity povrchových magnetických polí neutronových hvězd se pohybují do 10⁸ T (tesla). V důsledku procesů v silných magnetických polích některých neutronových hvězd pak dochází k vyzařování energie tohoto pole převážně do dvou kuželů kolem magnetické osy. 

Magnetická a rotační osa obvykle nebývají totožné (ve vesmíru nejde o nic zvláštního, i v případě Země svírají úhel asi 5°). Může se tedy stát, že se pozorovatel na Zemi v důsledku rotace neutronové hvězdy ocitá střídavě v kuželu jejího rádiového záření a pozoruje tak periodické změny její jasnosti v rádiovém oboru neboli pulzy rádiového záření – proto mluvíme o pulzarech. Perioda zmíněných pulzů odpovídá rotační periodě neutronové hvězdy, a často se tudíž pohybuje v úrovni tisíciny sekundy. 

První pulzar objevila v roce 1967 astronomka Jocelyn Bellová Burnellová, přičemž první předpovědi existence takových objektů se v odborné literatuře objevily jen o několik měsíců dříve. 

Erupce na magnetaru

Je-li magnetické pole kolabující hvězdy obzvláště silné, zesílí se výsledné magnetické pole neutronové hvězdy až na hodnoty 10¹¹ T – a v takovém případě má již vliv na stavbu jejího nitra. Astrofyzikové hovoří o novém typu objektu – tzv. magnetaru, jenž ve srovnání s pulzary obvykle rotuje pomaleji, jednou za 1–10 sekund. Silné magnetické pole způsobuje pnutí v povrchové kůře magnetaru, přičemž obdobu zmíněného procesu představuje pnutí v tektonických deskách Země, jež následně vyvolává zemětřesení. I v kůře magnetaru dochází k podobným procesům – k hvězdotřesení, při němž se prudce mění konfigurace magnetického pole a nahromaděná energie se uvolňuje ve formě tvrdého elektromagnetického záření. Od magnetarů registrujeme na Zemi opakované mohutné rentgenové a gama záblesky, které pozorovatelé znají pod označením SGR (Soft Gamma Repeater). 

Život magnetaru je relativně krátký. Energie uvolňovaná při hvězdotřeseních zpomaluje rotaci pulzaru a oslabuje jeho magnetické pole, takže se odhaduje, že přibližně po deseti tisících letech záblesky utichnou. Z magnetaru se stane anomální pulzar (neboť bude mít přebytek záření v rentgenovém oboru spektra, jež má původ v přestavbách slábnoucího magnetického pole) a po další desítce tisíc let se i tento objekt promění v běžný pulzar. 

Život v okolí magnetaru by nebyl možný. Kromě toho, že by hvězdotřesení pravidelně zaplavovala okolí sterilizujícím rentgenovým zářením, dokáže samotná síla magnetického pole změnit strukturu atomů (deformovat je na dlouhé válce). Do vzdálenosti několika tisíc kilometrů od magnetaru by tudíž žádný živý organismus nemohl existovat.