Pulsary, rychle rotující neutronové hvězdy, představují jedny z nejpozoruhodnějších objektů ve vesmíru. Jejich intenzivní paprsky elektromagnetického záření, vycházející z magnetických pólů, vytvářejí efekt podobný majákům na moři. A podobně mohou i sloužit..

Pravidelná blikání činí z pulsarů nejen fascinující objekty pro astrofyzikální výzkum, ale také potenciální nástroje pro kosmickou navigaci. A to i přes to, že jsou naštěstí od nás vzdáleny tisíce světelných let (Nejbližší známý pulsar k Zemi je PSR J0108-1431, který se nachází ve vzdálenosti přibližně 424 světelných let v souhvězdí Velryby).

Kdyby se totiž nějaký pulsar zatoulal do blízkosti Sluneční soustavy, dostali bychom se do solidního maléru. Pulsary vysílají intenzivní proudy elektromagnetického záření, které zahrnují rádiové vlny, rentgenové paprsky a dokonce gama záření.

Pokud by jeden z těchto paprsků zamířil přímo na Zemi, naše atmosféra by to možná na chvíli zvládla filtrovat, ale intenzita záření by postupně zničila ozónovou vrstvu. Kromě toho v blízkosti našeho systému by takový pulsar mohl vyvolat pořádný gravitační chaos.

Díky své extrémní pravidelnosti mohou pulsary sloužit jako přesné kosmické hodiny. Jedním ze zásadních faktorů jejich užitečnosti je neuvěřitelná stabilita rotace. Tato stabilita je srovnatelná s přesností atomových hodin, což z pulsarů činí jeden z nejspolehlivějších přirozených mechanismů měření času ve vesmíru.

Pro vědce je však i samotný fenomén pulsarů nesmírně užitečný, i když některé aspekty jejich fungování stále nejsou plně pochopeny. V současnosti se pulsary využívají k testování základních fyzikálních teorií, jako je Einsteinova obecná teorie relativity.

Pravidelné pulzování těchto hvězd totiž poskytuje jedinečný způsob měření časových intervalů a gravitačních vlivů, což umožňuje přesné testování gravitace v extrémních podmínkách.

Jedním z nejzajímavějších potenciálních využití pulsarů je jejich role v kosmické navigaci. Technika nazývaná XNAV (X-ray Navigation) využívá rentgenové záření pulsarů k triangulaci pozice kosmických lodí, podobně jako GPS funguje na Zemi.

Tato metoda je obzvláště slibná pro mise, které opouštějí Sluneční soustavu, kde signál z tradičních pozemních navigačních systémů už není dostatečně silný. V současnosti je takových misí pět (Pioneer 10 a 11, Voyager 1 a 2, New Horizons), ale do budoucna k nim jistě přibudou další.

Pulsary totiž blikají s takovou přesností, že mohou poskytnout informace o poloze s minimální odchylkou. Každý pulsar má jedinečnou frekvenci svého blikání, tedy jakýsi svůj neopakovatelný podpis, což umožňuje kosmickým lodím porovnávat přijaté signály s katalogem známých pulsarů a určit svoji polohu ve vesmíru.

Profesor Zaven Arzoumanian z Goddardova centra vesmírných letů popsal XNAV jako „revoluci v kosmické navigaci“, která by mohla být klíčová pro budoucí mise k Marsu, Jupiteru a koneckonců i dál: „Pulsary nabízejí jedinečný přístup k nezávislé navigaci.

Pokud máme katalog pulsarů a zařízení, které dokáže jejich signály přesně měřit, můžeme kosmickou loď navigovat v jakékoli části vesmíru.“.

V roce 2016 provedla na palubě Mezinárodní vesmírné stanice (ISS) NASA experiment, známý jako SEXTANT (Station Explorer for X-ray Timing and Navigation Technology). Tento pokus využil rentgenový teleskop NICER (Neutron Star Interior Composition Explorer) k zachycení signálů z několika pulsarů.

Cílem bylo ověřit, zda je možné z těchto signálů vypočítat polohu ISS s přesností na několik kilometrů.

Výsledek byl úspěšný: SEXTANT prokázal, že pulsary mohou být použity k přesné navigaci. „Poprvé v historii jsme demonstrovali použití rentgenové navigace na reálné vesmírné platformě. Tento krok nás posouvá blíž k autonomní navigaci pro mise mimo Sluneční soustavu,“ uvedl vedoucí vědeckého týmu astrofyzik Keith Gendreau z Goddardova centra vesmírných letů.

Pulsary také hrají důležitou roli v detekci gravitačních vln, tedy drobných deformací časoprostoru, které jsou důsledkem pohybu masivních objektů, jako jsou černé díry nebo neutronové hvězdy. Síť milisekundových pulsarů, známá jako Pulsar Timing Array, umožňuje vědcům měřit tyto jemné změny v signálech pulsarů a sledovat gravitační vlny na velmi dlouhých vlnových délkách.

„Pulsary jsou mimořádně přesné hodiny. Jakákoli gravitační vlna, která projde mezi námi a pulsarem, způsobí drobnou změnu v načasování těchto hodin, což nám umožňuje detekovat její přítomnost,“ popsala astronomka Maura McLaughlin z West Virginia University.

Pulsary, byť jsou to objekty vzdálené, tak mohou najít využití jak v teoretické vědě, tak v praxi. Budoucí technologie mohou zahrnovat miniaturizované detektory rentgenového záření, které by každá meziplanetární sonda ucela jistě přivítala.

Tyto přístroje mají potenciál analyzovat signály pulsarů v reálném čase a navigovat kosmické lodě s vysokou přesností. Ostatně, Evropská kosmická agentura již nyní do výzkumu těchto technologií investovala část svých prostředků.