Astronomowie z SETI Institute wykonali kolejny krok w stronę zrozumienia natury najdokładniejszych zegarów we Wszechświecie – pulsarów. Choć obiekty te od dekad służą nauce jako precyzyjne punkty odniesienia, najnowsze badania dowodzą, że nawet niemal niedostrzegalne zakłócenia ich sygnałów mogą stanowić klucz do wielkich odkryć. Wyniki te mają fundamentalne znaczenie nie tylko dla badania samych gwiazd neutronowych, ale również dla wykrywania fal grawitacyjnych i poszukiwania cywilizacji pozaziemskich.
Pulsary to ekstremalnie gęste, szybko rotujące gwiazdy neutronowe, które emitują wąskie wiązki promieniowania radiowego ze swoich biegunów magnetycznych. Gdy gwiazda wiruje, wiązka ta omiata Ziemię niczym światło latarni morskiej, co rejestrujemy jako regularne impulsy.
Przestrzeń między nami a pulsarami nie jest jednak próżnią doskonałą. Wypełniają ją obłoki zjonizowanego gazu, nasycone swobodnymi elektronami. Podczas swojej podróży przez Galaktykę, fale radiowe przemierzające tysiące lat świetlnych napotykają takie struktury, co powoduje ich uginanie i rozpraszanie. Zjawisko to nazywamy scyntylacją – jest to radiowy odpowiednik migotania gwiazd, które obserwujemy nocą gołym okiem w ziemskiej atmosferze.
Precyzja mierzona w nanosekundach
Zespół badawczy pod kierownictwem Grayce Brown z SETI Institute postanowił sprawdzić, jak dokładnie te międzygwiazdowe „zakłócenia” wpływają na odbierany sygnał. Wykorzystując Allen Telescope Array w Kalifornii, naukowcy przeprowadzili intensywną kampanię obserwacyjną trwającą dziesięć miesięcy (od lutego 2023 roku).
Głównym obiektem zainteresowania był pulsar PSR J0332+5434, położony ponad 3 000 lat świetlnych od Ziemi. Dzięki analizie blisko 400 sesji obserwacyjnych, badacze zidentyfikowali subtelne opóźnienia w sygnałach, sięgające zaledwie kilkudziesięciu nanosekund (miliardowych części sekundy). Choć dla laika taka różnica wydaje się nieistotna, dla astrofizyków jest to różnica kolosalna.
Dlaczego to odkrycie jest przełomowe?
Zrozumienie wpływu ośrodka międzygwiazdowego ma kluczowe znaczenie dla trzech obszarów współczesnej nauki:
- Fale grawitacyjne: Naukowcy tworzą sieci synchronizowanych pulsarów, aby wykrywać zmarszczki w czasoprzestrzeni. Fale grawitacyjne powodują minimalne zmiany w czasie nadejścia impulsów. Jeśli jednak nie weźmiemy poprawki na wpływ gazu międzygwiazdowego, może on „udawać” falę grawitacyjną lub całkowicie ją zamaskować.
- Projekt SETI: Scyntylacja jest swoistym „certyfikatem autentyczności”. Sygnał, który faktycznie przebył drogę przez Galaktykę, musi nosić ślady charakterystycznego migotania. Jeśli badacze odbiorą sygnał pozbawiony tego efektu, mogą z dużym prawdopodobieństwem uznać, że pochodzi on z ziemskiego źródła, a nie od obcej cywilizacji.
- Mapa Drogi Mlecznej: Badając zmiany w sygnale, uczymy się o strukturze i rozmieszczeniu plazmy w naszym kosmicznym sąsiedztwie.
Przyszłość poszukiwań
Choć opublikowane 10 grudnia 2025 roku w The Astrophysical Journal wyniki nie wskazują jeszcze na stałe, długookresowe wzorce zmian, naukowcy są optymistami. Program monitorujący około 20 pulsarów jest kontynuowany. Dłuższe kampanie obserwacyjne pozwolą na stworzenie jeszcze dokładniejszych modeli korekcyjnych, co uczyni nasze „kosmiczne zegary” niemal idealnymi instrumentami badawczymi.
Lepsze nastawienie tych zegarów to nie tylko kwestia precyzji – to szansa na usłyszenie najcichszych szeptów Wszechświata, od echa Wielkiego Wybuchu po potencjalne sygnały od innych inteligencji.