Pulsaren är universums fartdåre
Den skickar ut stark elektromagnetisk strålning då den roterar runt sin egen axel i ett hisnande tempo. Möt pulsaren, en av universums största fartdårar.
Pulsarer är snabbt roterande neutronstjärnor som skickar ut kraftig elektromagnetisk strålning från polerna.
Vad är definitionen på en pulsar?
En pulsar är en snabbt roterande neutronstjärna med ett starkt magnetfält.
Stjärnan skickar ut elektromagnetisk strålning som kan fångas upp på jorden i form av vågor som pulserar i takt med att stjärnan roterar runt sig själv.
Och det går otroligt fort:
- Den snabbast roterande neutronstjärnan som astronomerna har hittat hittills roterar 716 gånger runt sig själv varje sekund.
- Det medför att stjärnan har rotationshastighet på 259 miljoner km/h, eller 24 procent av ljusets hastighet, vid ekvatorn.
- Rotationen kan dock också gå långsammare: Vela-pulsaren som befinner sig cirka 1 000 ljusår från jorden roterar 11,2 gånger per sekund.
- Det innebär dock en rotationshastighet på 2,45 miljoner km/h vid stjärnans ekvator.
- I jämförelse är det drygt 1 460 gånger snabbare än jorden, som roterar i 1669 km/h vid ekvatorn.
- Det är också drygt 330 gånger snabbare än solen, vars ekvator rör sig i 7 280 km/h.
Vad är en neutronstjärna?
En neutronstjärna har skapats av resterna från en stor stjärna som har brunnit ut och exploderat som en supernova. Vid explosionen faller stjärnans inre samman till ett litet och otroligt kompakt objekt som främst består av neutroner – därav namnet.
Pulsaren Vela befinner sig cirka 1 000 ljusår från jorden. Den ligger mitt i resterna av en supernova som exploderade för cirka 11 000 år sedan.
Det här stjärnmaterialet uppför sig inte som de atomer som vi och allt runt omkring oss består av.
Vanliga ämnen, såsom vi känner till dem, består av atomer som i sin tur består av atomkärnor med protoner och neutroner omgivna av moln av elektroner.
Stjärnans material kan lite förenklat förklaras som enorma atomkärnor av neutroner.
Stjärnans densitet är extrem: Pulsarer har en diameter på cirka 20 kilometer, men väger ändå en och en halv gånger så mycket som solen vars diameter är 69 500 gånger större.
Det innebär att en sockerbitsstora del av neutronstjärnan skulle väga lika mycket som Mount Everest.
Ämnen med så hög densitet existerar inte på jorden – forskarna kan inte ens skapa det i ett laboratorium.
Varför skickar en pulsar ut elektromagnetisk strålning?
Pulsarer skickar ut elektromagnetisk strålning i rymden på grund av sina magnetfält som är som starkast vid de magnetiska polerna. Där accelereras laddade partiklar som elektroner och protoner till upp emot nära ljusets hastighet.
Vid accelerationen skickar partiklarna ut elektromagnetisk strålning med olika våglängder – allt från gamma- och röntgenstrålning till synligt ljus och radiovågor.
Strålningen gör pulsarer till en form av kosmiska fyrtorn som hela tiden skickar ut strålning i rymden. Från vår synvinkel ser de ut att blinka taktfast.
Det beror på att de magnetiska polerna där vågorna avges inte ligger på stjärnans rotationsaxel.
Det innebär att strålningen avges som det roterande ljuset på ett fyrtorn. Liksom fyrtornets ljus träffar ett fartyg med jämna mellanrum träffar strålarna jorden i takt med att pulsaren roterar.
Hur upptäcktes den första pulsaren?
Den brittiske astronomen Jocelyn Bell upptäckte den första pulsaren 1967 då hon fångade upp radiosignaler från yttre rymden som var helt regelbundna.
Till en början visste hon dock inte varifrån radiovågorna kom. Signalerna fick namnet LGM-1, vilket står för “little green men”, eftersom astronomerna inte kunde avfärda att det kanske rörde sig om signaler från en främmande civilisation.
När astronomerna hittade den riktiga källan fick de roterande neutronstjärnorna namnet pulsar på grund av deras pulserande strålning.
Sedan dess har astronomerna hittat drygt 2 500 pulsarer.
Vad är en glitch?
Alla pulsarer saktar ned rotationshastigheten efterhand som de förlorar energi i form av strålning.
Men mellan fem och sex procent av pulsarerna ökar med ojämna mellanrum också hastigheten igen vid en så kallad “glitch” eller astronomisk hicka.
Astrofysikerna vet inte varför netronstjärnorna gör så, men de har en teori om att förklaringen finns i ett samspel mellan pulsarens kärna och dess skorpa.
Neutronstjärnor har ett superflytande inre där neutroner flyter runt fritt bland varandra helt utan friktion. Kärnan omges av ett fast yttre skal med mer ”normalt” ämne och vanliga atomkärnor.
När stjärnan långsamt saktar ned följer dess flytande inre inte med – som i en stor, roterande vattenballong fortsätter vattnet att rotera även om själva ballongen bromsas in.
Hickan uppstår när neutronstjärnans inre kommer för mycket i otakt med skorpan och enligt teorin tvingar skorpan att följa med.
Kanske beror det på att de små virvelströmmarna mellan de två skikten byter form och skapar kontakt så att kärnan ger skorpan en oundviklig knuff.
Forskarna är dock inte säkra på vilken reaktion som sker mellan skorpan och stjärnans inre – men kanske kan nya, ovanliga data om pulsaren Vela avslöja det.