HVAD ER EN PULSAR?

Send

Det er det, der er kendt som universets "fyrtårne" - roterende neutronstjerner, der udsender en fokuseret stråle af elektromagnetisk stråling, der kun er synlig, hvis du står i dets vej. Disse stjernemedlemmer, der er kendt som pulsarer, får deres navn på grund af den måde deres emissioner ser ud til at "pulserende" ud i rummet.

Ikke kun er disse gamle stjerneobjekter meget fascinerende og fantastiske at se, de er også meget nyttige for astronomer. Dette skyldes det faktum, at de har regelmæssige rotationsperioder, der producerer en meget præcis intern i dens pulser - lige fra millisekunder til sekunder.

Beskrivelse:

Pulsarer er typer af neutronstjerner; de døde relikvier fra massive stjerner. Hvad der adskiller pulsarer fra almindelige neutronstjerner er, at de er meget magnetiserede og roterer i enorme hastigheder. Astronomer opdager dem ved hjælp af radioimpulser, de udsender med regelmæssige intervaller.

Dannelse:

Dannelsen af en pulsar ligner meget oprettelsen af en neutronstjerne. Når en massiv stjerne med 4 til 8 gange massen af vores Sol dør, detonerer den som en supernova. De ydre lag sprænges ud i rummet, og den indre kerne sammentrækkes med dens tyngdekraft. Tyngdekraften er så stærk, at det overvinder de bindinger, der holder atomer fra hinanden.

Elektroner og protoner knuses sammen af tyngdekraften for at danne neutroner. Tyngdekraften på overfladen af en neutronstjerne er ca. 2 x 10¹¹ tyngdekraften på Jorden. Så de mest massive stjerner detonerer som supernovaer og kan eksplodere eller kollapse i sorte huller. Hvis de er mindre massive, ligesom vores sol, sprænger de deres ydre lag væk og afkøles derefter langsomt som hvide dværge.

Men for stjerner mellem 1,4 og 3,2 gange solens masse, kan de stadig blive supernovaer, men de har bare ikke nok masse til at lave et sort hul. Disse objekter med medium masse afslutter deres liv som neutronstjerner, og nogle af disse kan blive pulsarer eller magnetarer. Når disse stjerner kollapser, opretholder de deres vinkelmoment.

Men med en meget mindre størrelse øges deres omdrejningshastighed dramatisk og roterer mange gange i sekundet. Denne relativt lille, supertætte genstand udsender en kraftig stråling af stråling langs dens magnetiske feltlinjer, selvom denne stråle stråle ikke nødvendigvis er på linje med dets rotationsakse. Så pulsarer er ganske enkelt roterende neutronstjerner.

Og så herfra på Jorden, når astronomer opdager en intens stråle af radioemissioner flere gange i sekundet, når den roterer rundt som en fyrbjælke - dette er en pulsar.

Historie:

Den første pulsar blev opdaget i 1967 af Jocelyn Bell Burnell og Antony Hewis, og det overraskede det videnskabelige samfund med de regelmæssige radioemissioner, den transmitterede. De opdagede en mystisk radioemission, der kom fra et fast punkt på himlen, der toppede hvert 1.33 sekund. Disse emissioner var så regelmæssige, at nogle astronomer troede, det kunne være et bevis på kommunikation fra en intelligent civilisation.

Selvom Burnell og Hewis var sikre på, at de havde en naturlig oprindelse, kaldte de den LGM-1, der står for "små grønne mænd", og efterfølgende opdagelser har hjulpet astronomer med at opdage disse mærkelige objekts sande natur.

Astronomer teoretiserede, at de hurtigt roterede neutronstjerner, og dette blev yderligere understøttet af opdagelsen af en pulsar med en meget kort periode (33-millisekund) i Crab-tågen. Der er i alt fundet 1600 hidtil, og den hurtigst opdagede udsender 716 pulser i sekundet.

Senere blev pulsarer fundet i binære systemer, hvilket hjalp med at bekræfte Einsteins teori om generel relativitet. Og i 1982 blev der fundet en pulsar med en rotationsperiode på bare 1,6 mikrosekunder. Faktisk blev de første ekstrasolære planeter nogensinde opdaget fundet i kredsløb omkring en pulsar - selvfølgelig ville det ikke være et meget beboeligt sted.

Interessante fakta:

Når der først dannes en pulsar, har den den mest energi og den hurtigste rotationshastighed. Når den frigiver elektromagnetisk kraft gennem sine bjælker, bremser den gradvist ned. Inden for 10 til 100 millioner år bremser det til det punkt, at dens bjælker lukker, og pulsaren bliver stille.

Når de er aktive, roterer de med en sådan uhyggelig regelmæssighed, at de bliver brugt som timere af astronomer. Faktisk siges det, at visse typer af pulsarer konkurrerer med atomur i deres nøjagtighed ved at holde tiden.

Pulsarer hjælper os også med at søge efter gravitationsbølger, undersøge det interstellære medium og endda finde ekstrasolære planeter i bane. Faktisk blev de første ekstrasolære planeter opdaget omkring en pulsar i 1992, da astronomerne Aleksander Wolszczan og Dale Frail annoncerede opdagelsen af et flerplanet planetsystem omkring PSR B1257 + 12 - en millisekund pulsar, der nu vides at have to ekstrasolære planeter.

Det er endda blevet foreslået, at rumfartøjer kan bruge dem som fyrtårn til at hjælpe med at navigere rundt i solsystemet. På NASAs Voyager-rumfartøj er der kort, der viser solens retning til 14 pulsarer i vores region. Hvis udlændinge ville finde vores hjemmeplanet, kunne de ikke bede om et mere nøjagtigt kort.

Vi har skrevet mange artikler om stjerner her på Space Magazine. Her er en artikel om en nyligt opdaget gammastrålepulsar, og her er en artikel om, hvordan millisekund pulsarer drejer så hurtigt.

Hvis du gerne vil have flere oplysninger om stjerner, kan du tjekke Hubblesites nyhedsmeddelelser om stjerner, og her er hjemmesiden for stjerner og galakser.

Vi har indspillet flere episoder med Astronomy Cast om stjerner. Her er to, som du måske kan hjælpe: Afsnit 12: Hvor kommer babystjerner fra, og afsnit 13: Hvor går stjerner, når de dør?