PULSARY JAKO KOSMICKÝ NÁSTROJ INTELIGENTNÍ KOMUNIKACE NA OBROVSKÉ VZDÁLENOSTI (12)

Mezi mladými pozůstatky supernov jsou ještě dva, jejichž stáří, umístění a vzdálenost od nás jsou přesně známy - pozůstatky Cassiopeia A a Tycho. Stejně jako u pozůstatku v Krabí mhovině jsme zjistili, že se nacházejí uprostřed záplavy supervlnných částic. Polohu těchto pozůstatků ve vztahu k supervlně si můžeme prohlédnout na obrázku níže, který zachycuje pohled dolů na galaktickou rovinu. Horizont událostí supervlny není vykreslen jako koule, ale spíše jako elipsoid s ohnisky ve středu Galaxie a na Zemi. Všechny body na tomto horizontu jsou určeny součtem:

1) času potřebného k tomu, aby se supervlnné kosmické záření dostalo z centra Galaxie ven k tomuto horizontu

2) času potřebného k tomu, aby se synchrotronové záření z tohoto horizontu vrátilo zpět k Zemi rychlostí světla a bylo pro nás viditelné

Načasování výbuchů supernov Tycho a Cassiopea A naznačuje, že byly vyvolány stejnou supervlnnou frontou, která vyvolala výbuchy Vela a Kraba. Vezmeme-li v úvahu dobu potřebnou k tomu, aby obal supervlnného kosmického záření překonal galaktickou radiální vzdálenost od naší sluneční soustavy k místu výbuchu Krabí supernovy (6520 let), dobu, za kterou se světlo z následného výbuchu supernovy dostalo zpět na Zemi (6585 let), a datum, kdy byla tato supernova pozorována na Zemi (1054 n.l.), zjistíme, že horizont událostí, který tuto explozi spustil, by měl projít sluneční soustavou přibližně 14 000 ± 60 let před naším letopočtem.

Provedeme-li stejný výpočet pro pozůstatky Cassiopea A a Tycho, zjistíme data 14 670±500 let př. n. l., resp. 13 560±500 let př. n. l.. Zprůměrováním dat z Kraba, Cas A a Tycha získáme 14 080±600 let př. n. l. jako nejlepší odhad doby, kdy Zemi minula nejintenzivnější část galaktické supervlny. To je příznivé ve srovnání s datem 13 620±2 000 př.n.l., které by bylo zodpovědné za spuštění supernovy Vela. To také poměrně dobře koreluje s kulminací intenzity galaktického kosmického záření, která byla zaznamenána v záznamech polárních ledových jader na Zemi před 14 050 př.n.l. Nezbývá tedy než konstatovat, že všechny tyto supernovy byly vyvolány stejným horizontem galaktických supervln, jehož datum průchodu Zemí je vyznačeno zvýšenými koncentracemi kosmogenního berylia v polárním ledu.

Vzhledem k výše uvedenému nás napadá, zda pulsary Krab a Vela nejsou majáky ETI, které byly pečlivě umístěny v místech supernov Krab a Vela, aby nás upozornily na nejnovější galaktickou supervlnu, která se podílela na spuštění těchto explozí. Z různých supernov, které tato supervlna vyvolala, je pozůstatek exploze Vela ze všech nejblíže Zemi. Také pozůstatek výbuchu Kraba z roku 1054 n. l. je ze všech nejblíže k místu galaktického anticentra. Specifickým označením těchto konkrétních pozůstatků by tedy galaktický kolektiv vyjádřil myšlenku poruchy vzdalující se od galaktického centra rychlostí blízkou rychlosti světla.

Krabí pozůstatek je jedinečný tím, že jako jediný pozůstatek po supernově vykazuje známky pohybu ve svém nitru. To je patrné z rychlého pohybu světelných chuchvalců pod světelnou rychlostí, který lze pozorovat v blízkosti Krabího pulzaru. Obrázek níže ukazuje sled optických snímků Krabí mlhoviny pořízených s odstupem dvou měsíců Hubbleovým kosmickým dalekohledem. Ty ukazují značnou aktivitu světelné oblasti severně od pulzaru, kde je pozorován pohyb světelných vln směrem na sever rychlostí až poloviny rychlosti světla. Tento pohyb se přirozeně vysvětluje, pokud supervlnné kosmické záření putuje čelem k pozůstatku rychlostí blízkou rychlosti světla a naráží na bublinovitou příďovou rázovou frontu vytvořenou kolem pulzaru. Jak se supervlnné kosmické záření vychyluje kolem této překážky, velká část se magneticky zachytí v rázové frontě a bude vyzařovat optické synchrotronové záření, které vidíme jako světelné chuchvalce.

Vzhledem k tomu, že epicentrum zářivého pohybu mlhoviny se nenachází ve středu pulzaru, ale ve vzdálenosti asi 0,15 světelného roku, dospěli astronomové k závěru, že tato aktivita musí probíhat v určité vzdálenosti od pulzaru. Nechtěli se vzdát svého modelu majáku a pokusili se připsat tento jev kolimovanému svazku částic vycházejícímu z pulzaru a dopadajícímu na okolní mlhovinu. Předpokládá se, že paprsek vychází podél stacionární rotační osy pulzaru a je skloněn pod úhlem 60 stupňů k naší zorné přímce. Při takové orientaci by však synchrotronový paprsek pulzaru nesvítil naším směrem a my bychom neměli být schopni pozorovat jeho pulzování při rotaci neutronové hvězdy. Model neutronové hvězdy se tedy při pokusu vysvětlit aktivitu vrypů dostává do potíží s vysvětlením, proč vidíme také pulzy vycházející z Krabího pulzaru. Spíše než aby byl iniciován pulzarem, je tento pohyb wispů s největší pravděpodobností způsoben náporem supervlnných front kosmického záření přicházejících z centra Galaxie a neustále bombardujících Krabí mlhovinu a její pulzní majákovou hvězdu čelně z našeho pozorovacího směru.

Tato supervlnná vlna také vysvětluje širokou plošinu rozptýleného rentgenového záření, která se nachází asi 0,7 světelného roku severozápadně od pulzaru. Významné je, že tato obloukovitá plošina synchrotronové emise ohraničuje oblast s aktivitou zámotků a také se shoduje s polohou dvou zářivých vláken s nejvyšší radiální rychlostí směrem k centru Galaxie. Přesně takové uspořádání bychom očekávali při čelním pohledu na supervlnnou příďovou rázovou frontu. Bylo provedeno několik studií orientace magnetického pole Krabí mlhoviny. Ty ukázaly, že magnetické pole je orientováno zcela rovnoměrně po celé ploše mlhoviny a v linii s její vedlejší osou, tedy kolmo ke galaktické rovině. Podobnou orientaci si pole zachovává i v blízkosti pulzaru, kde probíhá zhruba rovnoběžně s orientací svítivých chuchvalců. To naznačuje, že chuchvalce jsou oblasti, kde je magnetické pole mlhoviny poměrně silné, a tudíž lépe zachycuje kosmické záření. Poměrně významně se směr magnetického pole mlhoviny odchyluje asi o 50° od průměrného směru pole v Krabově pulsaru, které je zodpovědné za vznik jeho optických pulsů. Toto zjištění vedlo astronoma Williama Cockeho a jeho spolupracovníky k závěru, že optické záření pulzaru a prostředí jeho mlhoviny spolu nesouvisí: "Mezi optickou polarizací pulzaru a polarizací Krabí mlhoviny v jeho bezprostředním okolí nelze zjistit žádný zřejmý vztah."

Nedostatek podobnosti mezi pulzarem a jeho bezprostředním okolím, pokud jde o spektrum i směr polarizace, poskytuje pádné důkazy proti teoriím naznačujícím, že pulzar aktivně napájí svou mlhovinu, přinejmenším na rádiových a optických vlnových délkách, a ve prospěch myšlenky, že většina osvětlení mlhoviny je dodávána zvenčí galaktickou supervlnou. Zdá se také, že kolem pozůstatku Cassiopeia A existuje důkaz o supervlně vyvolané příďové rázové frontě. Jak je vidět na obrázku níže, většina synchrotronové rádiové emise pozůstatku pochází z jeho západní strany (pravá strana v diagramu), tedy ze strany, která je obrácena ke galaktickému centru a k přicházejícímu náporu supervlny. Všimněte si, že tento příďový ráz je posunut západně od hlavního těla pozůstatku, jak by se dalo očekávat, kdyby ráz obklopoval pozůstatek na návětrné straně. Šipky označují směr, ze kterého by se v této části Galaxie blížilo supervlnné kosmické záření. Vzhledem k blízkosti supervlnného horizontu událostí není překvapivé zjištění, že Cassiopeia A je nejjasnějším pozůstatkem supernovy v Galaxii na rádiových vlnových délkách.

Tycho pozůstatek je rovněž poměrně jasný. Patří ke čtvrtému nejjasnějšímu pozůstatku po supernově v Galaxii na rádiových vlnových délkách. Pozorování jeho rádiového emisního spektra ukazují, že jeho záření je produkováno elektrony, které odpovídají pozorovanému spektru galaktického kosmického záření. Spíše než aby tato data naznačovala, že výbuchy supernov jsou zodpovědné za generování galaktického kosmického záření, jak někteří předpokládali, podporují názor, že tyto že pozůstatky jsou zvenčí napájeny elektrony kosmického záření, které kdysi vznikly v jádru naší Galaxie.  Pozůstatky supernov Crab a Vela patří mezi malou skupinu, jejichž exploze byly zřejmě vyvolány poslední velkou galaktickou supervlnou, nejintenzivnější supervlnou, která tudy prošla za posledních 30 000 let. A uvědomíme-li si jejich jedinečnou polohu vzhledem k nám, můžeme jen tušit, že není pouhou náhodou, že z nich pozorujeme velmi intenzivní záblesky pulsarů.

Sama se tedy silně nabízí myšlenka, že pulsary Crab a Vela byly na oblohu umístěny jako ukazatele, které nás mají varovat před touto minulou katastrofou. Přesně načasovaný blikající signál je na naší planetě univerzálním archetypem pro předávání varování před nebezpečím (např. žlutá blikající světla pro nebezpečí na stavbách u silnic). Vzbuzuje pozornost mnohem účinněji než stálý zdroj světla. Pulzující maják by proto byl ideálním signálem, pokud by galaktické společenství chtělo varovat začínající civilizace před existencí galaktického nebezpečí. Pulzar Vela v současnosti bliká varováním 11,2krát za sekundu, a když se přiblížíme k horizontu supervlnných událostí a zaměříme se na pulsar Krab, obdržíme naléhavější varování, které pulzuje 29,8krát za sekundu. Interpretace tohoto varovného signálu se stává ještě věrohodnější, když si uvědomíme, že ze všech známých pulsarů jsou Krab a Vela nejjasnější na optických, rentgenových a gama vlnových délkách a patří mezi čtyři nejjasnější na rádiových vlnových délkách. Podívejme se nyní na tyto různé jedinečné vlastnosti, které dělají z pulsarů Vela a Crab "krále a královnu" rodiny pulsarů.

Král a královna pulsarů

Jasné majáky na všech vlnových délkách. Pulzary Vela a Crab vybočují z řady v několika ohledech. Za prvé, oba produkují velmi silné emise zářivé energie. Na rádiových frekvencích je pulsar Vela nejjasnějším pulsarem na obloze a ostatní pulsary zastiňuje několikasetnásobně. Krabí pulsar je nejjasnějším pulsarem na obloze a při měření na rádiových frekvencích - například 400 megahertzů - se rovněž řadí na čtvrté místo. Oba pulsary jsou navíc neobvyklé tím, že vysílají pulsy v optické, rentgenové a gama oblasti spektra, kde je jen velmi málo jiných pulsarů vyzařuje detekovatelné množství energie. Kromě pulsarů Vela a Crab jsou známy pouze tři pulsary, které vyzařují optické pulsy, a jedním z těchto tří dalších je milisekundový pulsar, označující galaktický jednopól. Rovněž pulsary Vela a Crab patří do skupiny pouhých osmi rádiových pulsarů, o nichž je známo, že vysílají rentgenové pulsy, a mezi sedm pulsarů, o nichž je známo, že vysílají pulsy záření gama.

Na vlnových délkách záření gama je pulsar Vela nejjasnějším zdrojem na obloze a pulsar Crab je čtvrtým nejjasnějším pulsarem záření gama. Pokud vezmeme v úvahu všechny tyto spektrální oblasti dohromady, zjistíme, že pulsary Vela a Crab jsou jedinečné v tom, že mezi všemi známými pulsary jsou jediné, které pulzují ve všech těchto spektrálních oblastech: rádiové, optické, rentgenové a gama. Pulzary Crab a Vela se rovněž vyznačují tím, že patří mezi vzácné 1 % populace pulzarů, které produkují interpulsy, sekundární pulsy vyskytující se uprostřed mezi hlavními pulsy. Pulsar Vela produkuje interpulsy pouze při vyšších energiích, v optickém až gama spektrálním rozsahu, zatímco Crab je produkuje i na rádiových vlnových délkách. Milisekundový pulsar je také jedním z mála pulsních interpulsních majáků.

Pulzary Crab a Vela se rovněž vyznačují tím, že jsou to dva z pouhých deseti pulzarů, které produkují "obří pulzy" - rádiové emisní pulzy, které mnohonásobně převyšují průměrnou intenzitu pulzu (obr. níže). Milisekundový pulsar a zatmívající se dvojhvězda milisekundového pulsaru v Sagittariu/Střelci patří rovněž mezi několik málo známých pulsů, které produkují obří impulsy, ačkoli ty, které produkují pulsary Crab a Vela, jsou mnohem intenzivnější. Obří pulsy jsou pozorovány pouze na rádiových vlnových délkách a u Krabího pulsaru mohou dosáhnout až 1600násobku normální intenzity pulsu. Pulsy desetkrát intenzivnější než průměr se opakují přibližně v 30-ti sekundových intervalech; ty, které dosahují 100násobku průměrné intenzity, se opakují přibližně jednou za hodinu. Tisícinásobné obří pulzy se vyskytují mnohem vzácněji.

V roce 2003 jedna skupina radioastronomů oznámila objev, že osamocené subimpulsy tvořící obří pulsy Krabího pulsaru se objevují v časech krátkých pouhé dvě nanosekundy. Z takto krátké doby trvání vyplývá, že jsou nutně vysílány z oblasti o průměru menším než dva metry. To vedlo tento výzkumný tým k tvrzení, že jejich zjištění zneplatňují většinu dříve navržených modelů rádiové emise pulsaru. Na druhou stranu tyto výsledky potvrzují domněnku navrženou v roce 2000, že signály pulsarů jsou umělého původu a jsou generovány částicovými zpomalovacími poli promítanými v blízkosti povrchu hvězdného zdroje kosmického záření. Ačkoli jsem dříve navrhoval, že by tato pole mohla mít průměr 50 až 500 metrů, k vysvětlení obřích pulzů Krabího pulzaru bychom museli předpokládat, že tyto uměle vytvořené disky polí mají průměr až půl metru. Při vysílání obřích pulsů se Krabí pulsar nejenže stává nejjasnějším rádiovým pulsarem na obloze, který překonává dokonce i intenzitu pulsaru Vela, ale jeho dvounanosekundové obří subpulsy byly prohlášeny za nejjasnější rádiový zdroj ve Vesmíru. Nebýt jeho obřích pulsů, bylo by velmi obtížné Krabův pulsar na rádiových frekvencích detekovat, protože pozadí rádiové emise pocházející z jeho okolní mlhoviny je stokrát jasnější než průměrná maximální intenzita rádiových pulsů pulsaru, a tak má tendenci signál pulsaru maskovat. Ve skutečnosti astronomové poprvé objevili Krabí pulsar právě díky těmto obřím pulsům.

Pulsar Vela má také zajímavé vlastnosti obřích pulsů. Produkuje obří mikropulsy, které obvykle trvají 40 až 100 mikrosekund a objevují se těsně před začátkem jeho hlavního pulsu, a také širší mikropulsy, které se objevují vzácněji, trvají 50 až 400 mikrosekund a objevují se na zadním okraji jeho pulsního profilu. Tento objev představuje první zprávu o chování mikropulzů u tohoto pulsaru. Vela, která je za normálních okolností nejjasnějším pulsarem na obloze na rádiových vlnových délkách, může být během obřího pulsu až 40krát jasnější než její běžná maximální jasnost. Jeho obří pulzy se více podobají pulzům pocházejícím z milisekundového pulzaru, protože se vždy objevují v definované fázi pulzního cyklu, zatímco u Krabího pulzaru se obří pulzy objevují v různých fázích kdekoli v rámci jeho pulzního okna.

Vzhledem k tomu, že Krab, Vela a milisekundový pulsar patří mezi několik málo pulsarů, které produkují obří pulsy (<0,7 %), a jsou to tři z pouhých pěti pulsarů, které produkují optické pulsy, jsme předurčeni k tomu, abychom mezi nimi vytvořili úzkou asociační vazbu. Symbolika milisekundového pulzaru v podobě jednoho radiánu asociuje "šíp" letící od galaktického centra a urazivší vzdálenost rovnající se radiální vzdálenosti od galaktického centra k naší sluneční soustavě. Navázaná asociační vazba s pulsary Krab a Vela nás vybízí k tomu, abychom tuto symbolickou metaforu přenesli a představili si let supernovy rychlostí světla směrem ven z galaktického centra, proletěla naší sluneční soustavou, poblíž té doby odpálila supernovu Vela a poté pokračovala směrem ven ke galaktickému anticentru, kde následně odpálila supernovu Krab a v současnosti vyznačuje polohu jejího zbytkového obalu. Na jedné straně nacházíme obří milisekundový pulsar, díky své strategické jednopásmové poloze symbolizující hřeben letu supervlny směrem ven, a na druhé straně nacházíme obří pulsar Krabí, který se v současnosti nachází v čele horizontu událostí supervlny putující směrem ven.

Krabí pulsar vysílá obří impulsy také během své interpulzní fáze, i když se vyskytují mnohem méně často než obří impulsy hlavního pulsu. Teoretiky majákového modelu mátlo, že interpulzní obří impulzy a obří impulzy hlavního pulzu se nevyskytují společně ve stejném pulzním cyklu a ani spolu nijak nekorelují. Dalším zmatkem je, že obří pulsy nejsou pozorovány na vlnových délkách optického, rentgenového ani gama záření, přestože pulsar produkuje pulsy o těchto vysokých energiích synchronně se svými rádiovými pulsy. Takovéto "nepřirozené" chování je druhem které by se mimozemské civilizace snažily do svých signálů zabudovat, aby jejich komunikační majáky nebyly mylně považovány za přírodní zdroje.

-pokračování-