Universumis leiduvad taevakehad võivad mõõta aega hämmastava täpsusega. Üks sellistest objektidest on pulsar PSR J1713+0747, mida peeti aastaid justkui tõeliseks kosmiliseks metronoomiks.
Selle regulaarsed impulsid aitasid teadlastel uurida kõige peenemaid nähtusi, kuid 2021. aasta aprillis hakkas see seni täiuslikkuse sümboliks peetud objekt käituma täiesti ettearvamatult.
Pulsarilt saabuvad signaalid muutusid äkitselt – toimus seni suurim emissiooniprofiili muutus, mida millisekundiliste pulsarite ajaloos on kunagi täheldatud. Astronoomid sattusid segadusse: seni ülitäpne taevane ajanäitaja oli muutunud seletamatuks müsteeriumiks. Kuigi sellest sündmusest on möödas neli aastat, pole tänaseni selget vastust, mis täpselt juhtus.
See ootamatu nähtus andis tõuke uutele teooriatele neutronitähtede käitumise kohta. Teadlased möönavad, et isegi kõige stabiilsemad objektid võivad muutuda, mis sunnib uuesti üle vaatama füüsikaseadused, mis juhivad pulsarite olemust ja käitumist.
Salapärane pulsari muutumine
Pulsarid on ülimalt tihedad neutronitähed, mis pöörlevad sadu kordi sekundis ja kiirgavad elektromagnetlainet justkui kosmilised majakad. Pulsar PSR J1713+0747 oli aastaid üks stabiilsemaid teadaolevaid objekte, kuid ühel hetkel muutus tema signaal ootamatult.
Põhiimpulsi tipp kitsenes, samal ajal kui selle alus muutus laiemaks – seda täheldasid mitmed observatooriumid üle maailma. Analüüs näitas, et muutused olid eriti silmatorkavad ühes ortogonaalses polarisatsioonirežiimis, kuid polarisatsiooninurk jäi seejuures stabiilseks.
See tekitas paradoksi, mis ei võimaldanud nähtust lihtsate seletustega ära seletada. Teadlased lükkasid tagasi idee, et kõikumised võiksid tuleneda plasma mõjust tähtedevahelises ruumis – üha rohkem tõendeid viitas sellele, et muutuse allikas asub tähe enda sees.
Magnetvälja peidetud saladused
Pärast pikki uuringuid jäid lauale kaks peamist hüpoteesi. Ühe järgi toimus äkiline magnetvälja ümberkorraldus, mis võis oluliselt muuta pulsari kiirgusstruktuuri. Teise versiooni kohaselt tekkis plasma koondumine magnetosfääris, kus liikuvad laetud osakesed reageerivad tohutult tugevatele jõuväljadele.
Isegi kõige väiksemad muutused sellises keskkonnas võivad pulsari signaali radikaalselt mõjutada. Mõlemad teooriad viitavad, et nähtus sai alguse väga lähedalt tähe pinnale. Magnetosfäär on äärmiselt keerukas süsteem, kus ka mikroskoopilised häired võivad kaasa tuua hiiglaslikke tagajärgi.
„Iga pulsari impulss on ainulaadne, justkui tema allkiri,“ selgitab uuringu autor Ramis Mandovi, rõhutades, et selle objekti käitumine seab proovile kõik seni kasutusel olnud mudelid.
Pöördumatud tagajärjed kosmoloogiale
Rohkem kui neli aastat pärast juhtunut pole pulsar PSR J1713+0747 oma varasese seisundi juurde naasnud. Kuigi täheldatakse aeglast stabiliseerumist, ei saa keegi kindlalt väita, et ta kunagi oma esialgse täpsuse täielikult taastab. Võimalik, et tegemist on püsiva magnetvälja ümberhäälestumisega, mis muutiski ühe kõige usaldusväärsema kosmilise „kella“ jäädavalt.
See ootamatu tõrge on avaldanud olulist mõju teadusmaailmale. Rahvusvahelised uurimisrühmad olid sunnitud pulsari eemaldama andmekogumitest, mida kasutatakse gravitatsioonilainete otsingul. Kuna sellised objektid toimivad hiiglaslike detektoritena, võivad isegi imepisikesed ajanihedad kogu süsteemi tulemusi oluliselt moonutada.
Uus lootus ja tulevased uuringud
Vaatamata sellele kaotusele uurivad teadlased pulsari käitumist edasi. Töös on uued mudelid, mis võimaldaksid anomaaliaid korrektselt arvesse võtta ja kasutada selle objekti andmeid taas teadustöös.
Tulevikus aitavad sellised ülikaasaegsed teleskoobid nagu Square Kilometre Array avastada veelgi täpsemaid ja stabiilsemaid pulsareid, mille abil saab Universumi struktuuri uurida enneolematul tasemel.
„Minu järgmine projekt on modelleerida PSR J1713+0747 käitumist nii, et kõik saaksid kasutada selle andmeid ka pärast 2022. aastat,“ ütleb R. Mandovi. See lugu tuletab meelde lihtsat tõsiasja: isegi näiliselt täiuslikud Universumi mehhanismid võivad vahel viltu vedada, ning iga selline ootamatus on võimalus õppida kosmose saladusi senisest veel sügavamalt tundma.
