HVA ER EN PULSAR?

Send

Det er det som er kjent som ”fyrtårnene” i universet - roterende nøytronstjerner som avgir en fokusert stråle av elektromagnetisk stråling som bare er synlig hvis du står i veien. Disse stjerners relikviene, som er kjent som pulsarer, får navnet sitt på grunn av måten utslippene ser ut til å “pulse” ut i verdensrommet.

Ikke bare er disse gamle stjernene objektene veldig fascinerende og kjempeflotte å se, de er veldig nyttige for astronomer også. Dette skyldes det faktum at de har regelmessige rotasjonsperioder, noe som gir en veldig presis intern i sine pulser - fra millisekunder til sekunder.

Beskrivelse:

Pulsars er typer nøytronstjerner; de døde relikviene til massive stjerner. Det som skiller pulsarer fra vanlige nøytronstjerner er at de er veldig magnetiserte og roterer i enorme hastigheter. Astronomer oppdager dem ved radiopulsene de sender ut med jevne mellomrom.

Dannelse:

Dannelsen av en pulsar er veldig lik etableringen av en nøytronstjerne. Når en massiv stjerne med 4 til 8 ganger massen til solen vår dør, detonerer den som en supernova. De ytre lagene sprenges ut i verdensrommet, og den indre kjernen trekker seg sammen med tyngdekraften. Gravitasjonstrykket er så sterkt at det overvinner bindingene som holder atomer fra hverandre.

Elektroner og protoner knuses sammen av tyngdekraften for å danne nøytroner. Tyngdekraften på overflaten av en nøytronstjerne er omtrent 2 x 10¹¹ tyngdekraften på jorden. Så de mest massive stjernene detonerer som supernovaer, og kan eksplodere eller kollapse i svarte hull. Hvis de er mindre massive, som solen vår, sprenger de bort de ytre lagene sine og avkjøles deretter sakte som hvite dverger.

Men for stjerner mellom 1,4 og 3,2 ganger solens masse, kan de fortsatt bli supernovaer, men de har bare ikke nok masse til å lage et svart hull. Disse objekter med middels masse avslutter livene sine som nøytronstjerner, og noen av disse kan bli pulsarer eller magnetarer. Når disse stjernene kollapser, opprettholder de sin vinkelmoment.

Men med en mye mindre størrelse øker rotasjonshastigheten deres dramatisk og spinner mange ganger i sekundet. Dette relativt bittesmå, supertette objektet avgir en kraftig stråling av magnetiske feltlinjer, selv om denne strålingsstrålen ikke nødvendigvis stemmer overens med rotasjonsaksen. Så, pulsarer er ganske enkelt roterende nøytronstjerner.

Og så, herfra på jorden, når astronomer oppdager en intens stråle av radioutslipp flere ganger i sekundet, mens den roterer rundt som en fyrstråle - dette er en pulsar.

Historie:

Den første pulsaren ble oppdaget i 1967 av Jocelyn Bell Burnell og Antony Hewis, og den overrasket det vitenskapelige samfunnet med de regelmessige radioutslippene den sendte. De oppdaget et mystisk radioutslipp som kom fra et fast punkt på himmelen som toppet hvert 1.33 sekund. Disse utslippene var så regelmessige at noen astronomer trodde det kunne være et bevis på kommunikasjon fra en intelligent sivilisasjon.

Selv om Burnell og Hewis var sikre på at den hadde en naturlig opprinnelse, kalte de den LGM-1, som står for “små grønne menn”, og etterfølgende funn har hjulpet astronomer med å oppdage disse sære objektenes sanne natur.

Astronomer teoretiserte at de raskt roterte nøytronstjerner, og dette ble ytterligere støttet av oppdagelsen av en pulsar med en veldig kort periode (33-millisekund) i Krabbe-tåken. Det er totalt funnet 1600 hittil, og de raskest oppdagede avgir 716 pulser i sekundet.

Senere ble det funnet pulsarer i binære systemer, noe som bidro til å bekrefte Einsteins teori om generell relativitet. Og i 1982 ble det funnet en pulsar med en rotasjonsperiode på bare 1,6 mikrosekunder. Faktisk ble de første ekstrasolære planetene som noen gang ble oppdaget funnet i bane rundt en pulsar - selvfølgelig ville det ikke være et veldig beboelig sted.

Interessante fakta:

Når en pulsar først dannes, har den mest energi og raskeste rotasjonshastighet. Når den frigjør elektromagnetisk kraft gjennom bjelkene, bremser den gradvis ned. I løpet av 10 til 100 millioner år bremser det til et punkt at bjelkene stenger av og pulsaren blir stille.

Når de er aktive, snurrer de med så uhyggelig regelmessighet at de blir brukt som tidtakere av astronomer. Faktisk sies det at visse typer pulsarer konkurrerer med atomklokker i nøyaktigheten når de holder tiden.

Pulsars hjelper oss også med å søke etter gravitasjonsbølger, undersøke det interstellare mediet og til og med finne ekstrasolare planeter i bane. Faktisk ble de første ekstrasolære planetene oppdaget rundt en pulsar i 1992, da astronomene Aleksander Wolszczan og Dale Frail kunngjorde oppdagelsen av et flerplanet planetsystem rundt PSR B1257 + 12 - en millisekund pulsar som nå er kjent for å ha to ekstrasolare planeter.

Det har til og med blitt foreslått at romskip kan bruke dem som fyrtårn for å hjelpe deg med å navigere rundt i solsystemet. På NASAs Voyager-romfartøy er det kart som viser solens retning til 14 pulsarer i regionen vår. Hvis romvesener ville finne hjemplaneten vår, kunne de ikke be om et mer nøyaktig kart.

Vi har skrevet mange artikler om stjerner her på Space Magazine. Her er en artikkel om en nyoppdaget gammastrålepulsar, og her er en artikkel om hvordan millisekund pulsarer snurrer så fort.

Hvis du vil ha mer informasjon om stjerner, kan du sjekke Hubblesites nyhetsmeldinger om stjerner, og her er hjemmesiden for stjerner og galakser.

Vi har spilt inn flere episoder med Astronomy Cast om stjerner. Her er to som du kan finne nyttige: Episode 12: Where Do Baby Stars Come From, and Episode 13: Where Do Stars Go When they Die?