WAT IS EEN PULSAR?

Send

Ze staan bekend als de 'vuurtorens' van het heelal - roterende neutronensterren die een gefocuste bundel elektromagnetische straling uitzenden die alleen zichtbaar is als je op zijn pad staat. Bekend als pulsars, deze stellaire relikwieën krijgen hun naam vanwege de manier waarop hun emissies de ruimte in lijken te "pulseren".

Deze oude stellaire objecten zijn niet alleen erg fascinerend en geweldig om te zien, ze zijn ook erg nuttig voor astronomen. Dit komt door het feit dat ze regelmatige rotatieperioden hebben, die een zeer nauwkeurige interne pulsen produceren - variërend van milliseconden tot seconden.

Omschrijving:

Pulsars zijn soorten neutronensterren; de dode relikwieën van zware sterren. Wat pulsars onderscheidt van gewone neutronensterren, is dat ze sterk gemagnetiseerd zijn en met enorme snelheden draaien. Astronomen detecteren ze door de radiopulsen die ze met regelmatige tussenpozen uitzenden.

Vorming:

De vorming van een pulsar lijkt sterk op de creatie van een neutronenster. Wanneer een zware ster met 4 tot 8 keer de massa van onze zon sterft, ontploft hij als een supernova. De buitenste lagen worden de ruimte in gestraald en de binnenste kern trekt samen met zijn zwaartekracht naar beneden. De zwaartekracht is zo sterk dat het de bindingen overwint die atomen uit elkaar houden.

Elektronen en protonen worden door de zwaartekracht tegen elkaar gedrukt om neutronen te vormen. De zwaartekracht op het oppervlak van een neutronenster is ongeveer 2 x 10¹¹ de zwaartekracht op aarde. Dus de meest massieve sterren ontploffen als supernova's en kunnen exploderen of in zwarte gaten storten. Als ze minder massief zijn, zoals onze zon, blazen ze hun buitenste lagen weg en koelen ze langzaam af als witte dwergen.

Maar voor sterren tussen 1,4 en 3,2 keer de massa van de zon, kunnen ze nog steeds supernova's worden, maar ze hebben gewoon niet genoeg massa om een zwart gat te maken. Deze objecten met gemiddelde massa beëindigen hun leven als neutronensterren, en sommige kunnen pulsars of magnetars worden. Wanneer deze sterren instorten, behouden ze hun impulsmoment.

Maar met een veel kleiner formaat neemt hun rotatiesnelheid dramatisch toe en draait ze vele malen per seconde. Dit relatief kleine, super dichte object zendt een krachtige straling uit langs zijn magnetische veldlijnen, hoewel deze stralingsbundel niet noodzakelijkerwijs in lijn ligt met zijn rotatieas. Pulsars zijn dus gewoon roterende neutronensterren.

En dus, vanaf hier op aarde, wanneer astronomen meerdere keren per seconde een intense straal van radio-emissies detecteren, terwijl het ronddraait als een vuurtorenbundel - dit is een pulsar.

Geschiedenis:

De eerste pulsar werd in 1967 ontdekt door Jocelyn Bell Burnell en Antony Hewis, en het verraste de wetenschappelijke gemeenschap door de regelmatige radio-uitzendingen die het uitzond. Ze ontdekten een mysterieuze radio-emissie afkomstig van een vast punt in de lucht dat elke 1,33 seconden piekte. Deze emissies waren zo regelmatig dat sommige astronomen dachten dat dit het bewijs zou kunnen zijn van communicatie van een intelligente beschaving.

Hoewel Burnell en Hewis er zeker van waren dat het van natuurlijke oorsprong was, noemden ze het LGM-1, wat staat voor "kleine groene mannen", en latere ontdekkingen hebben astronomen geholpen de ware aard van deze vreemde objecten te ontdekken.

Astronomen theoretiseerden dat ze snel roterende neutronensterren waren, en dit werd verder ondersteund door de ontdekking van een pulsar met een zeer korte periode (33 milliseconde) in de Krabnevel. Er zijn er tot nu toe 1600 gevonden en de snelst ontdekte zendt 716 pulsen per seconde uit.

Later werden pulsars gevonden in binaire systemen, wat hielp om Einsteins algemene relativiteitstheorie te bevestigen. En in 1982 werd een pulsar gevonden met een rotatieperiode van slechts 1,6 microseconden. In feite werden de eerste extrasolaire planeten die ooit werden ontdekt gevonden in een baan rond een pulsar - het zou natuurlijk geen erg bewoonbare plaats zijn.

Interessante feiten:

Wanneer een pulsar voor het eerst wordt gevormd, heeft deze de meeste energie en de hoogste rotatiesnelheid. Omdat het elektromagnetisch vermogen via zijn stralen afgeeft, vertraagt het geleidelijk. Binnen 10 tot 100 miljoen jaar vertraagt het tot het punt dat de stralen worden uitgeschakeld en de pulsar stil wordt.

Wanneer ze actief zijn, draaien ze met zo'n griezelige regelmaat dat ze door astronomen worden gebruikt als timers. Er wordt zelfs gezegd dat bepaalde soorten pulsars atoomklokken evenaren in hun nauwkeurigheid in het bijhouden van de tijd.

Pulsars helpen ons ook bij het zoeken naar zwaartekrachtgolven, het onderzoeken van het interstellaire medium en zelfs het vinden van planeten buiten ons zonnestelsel. In feite werden de eerste extrasolaire planeten ontdekt rond een pulsar in 1992, toen astronomen Aleksander Wolszczan en Dale Frail de ontdekking aankondigden van een planetair systeem met meerdere planeten rond PSR B1257 + 12 - een milliseconde pulsar waarvan nu bekend is dat hij twee extrasolaire planeten heeft.

Er is zelfs voorgesteld dat ruimtevaartuigen ze als bakens zouden kunnen gebruiken om door het zonnestelsel te navigeren. Op het Voyager-ruimtevaartuig van NASA zijn er kaarten die de richting van de zon tonen naar 14 pulsars in onze regio. Als buitenaardse wezens onze thuisplaneet wilden vinden, konden ze niet om een nauwkeurigere kaart vragen.

We hebben veel artikelen over sterren geschreven hier op Space Magazine. Hier is een artikel over een nieuw ontdekte gammastraalpulsar, en hier is een artikel over hoe milliseconde pulsars zo snel draaien.

Als je meer informatie wilt over sterren, bekijk dan Hubblesite's nieuwsberichten over sterren, en hier is de startpagina van sterren en sterrenstelsels.

We hebben verschillende afleveringen van Astronomy Cast over sterren opgenomen. Hier zijn er twee die je misschien handig vindt: Aflevering 12: Waar komen babysterren vandaan en aflevering 13: Waar gaan sterren naartoe als ze sterven?