Universumis eksisteerivate erinevate taevakehade hulgas on mõned taevakehad oma tekkelt ja omadustelt liiga erilised. Nende taevakehade hulgast leiame pulsari. Paljud inimesed ei tea mis on pulsar ega ka seda, mis tähtsus sellel on. Üldise ja lihtsa definitsioonina võib öelda, et pulsar on äärmiselt tihe ja tugevalt magnetiseeritud neutrontäht, mis kiirgab ümber oma telje pöörlemisel regulaarsete impulssidena elektromagnetkiirgust.
Selles artiklis räägime teile, mis on pulsar, kuidas see moodustub, selle omadused ja tähtsus.
mis on pulsar
Pulsar on teatud tüüpi väga kompaktne ja energiline astronoomiline objekt, mida tuntakse neutrontähena. Neutrontähed on ülitihedad jäänused, mis tulenevad supernoova plahvatusest massiivsetes tähtedes. Konkreetne pulsar on vaadeldav, kui selle pöörlemistelg on suunatud Maa poole ja see kiirgab perioodiliselt kiirgust.
Pulsari kõige iseloomulikum omadus on selle võime kiirata regulaarseid elektromagnetilise kiirguse impulsse, mis ulatuvad raadiolainetest gammakiirgusteni. Neid impulsse põhjustavad kiiresti pöörlev neutrontäht ja selle tugevad magnetväljad. Kui pulsar pöörleb, tuvastatakse selle kiirguse emissioon korrapäraste ajavahemike järel, luues signaali, mis näib taevas "pulseerivat".
Pulsari pöörlemine võib olla uskumatult kiire, perioodid ulatuvad sekundi murdosast mitme sekundini. Selle kiire pöörlemise tulemuseks on ka äärmiselt intensiivsed magnetväljad, mis on miljardeid kordi tugevamad kui Maa magnetväljad. Need intensiivsed magnetväljad võivad mõjutada kiirguse emissiooni ja väga energiliste osakeste tuulte teket pulsari ümber.
Kuidas need moodustuvad
Pulsarid tekivad siis, kui massiivne täht (vähemalt kolm korda suurem kui Päike mass) ammendab oma tuumakütuse ja plahvatab supernoovana. Plahvatuse käigus kukkus tähe tuum gravitatsioonijõu mõjul kokku ja suruti kokku mitmekilomeetrise läbimõõduga keraks. Selle tulemusena muutub täht äärmiselt tihedaks, umbes Päikese massiks, kuid kokkusurutud, kuni sellest saab linnasuurune objekt.
Nurkmomendi säilimise tõttu hakkab neutrontäht kiiresti pöörlema (mõnel juhul sadu kordi sekundis). Kui tähel on tugev magnetväli, muundatakse väljas salvestunud magnetenergia elektromagnetkiirguseks, mis kiirgub tähe pöörlemisel valgusimpulssidena.
Pulsaridel on mitmeid märkimisväärseid omadusi. Esimeses osas võime öelda, et need kiirgavad väga lühikese lainepikkusega kiirgust, nagu Röntgen- ja gammakiirgus ning elektromagnetilise spektri raadiopiirkond. Teiseks on impulsid äärmiselt korrapärased ja täpsed ning nende perioodilisusega saab väga täpselt mõõta. Lõpuks on pulsaridel väga tugevad magnetväljad, mis võivad olla miljoneid kordi tugevamad kui Maa magnetväli.
Avastus
Teadusajakirja National Geographic andmetel pulsarid avastati 1960. aastate lõpus, aastal 1967 kraadiõppuri Jocelyn Belli ja tema nõuniku Antony Hewishi poolt Cambridge'i lähedal asuvas Mullard Shieldi raadioastronoomia observatooriumis. Asi oli selles, et nad kohtasid raadiosignaali allikat, mida korrati igal õhtul tööajal. Nad tulid samast kohast taevast ja arvasid, et loovad esimest korda kontakti tulnukatega.
Väidetavalt on pulsarid lisaks ainulaadsetele ja väga huvitavatele objektidele ka tihedad, tugevalt magnetiseeritud neutronitähed, mis kiirgavad pöörlemisel regulaarsete impulssidena kiirgust. Need on tekkinud massiivsete tähtede supernoovadeks kokkuvarisemise tulemusel ja on kasulikud fundamentaalfüüsika (nt üldrelatiivsusteooria ja tiheainefüüsika) uurimiseks.
Pulsari tähtsus
Nagu me juba nägime, on pulsarid lisaks väärtusliku teabe pakkumisele universumi ekstreemfüüsika kohta olulisel kohal ka mitmes astronoomilise uurimistöö valdkonnas. Mõned valdkonnad, kus pulsarid on olulised, on järgmised:
- Üldrelatiivsusteooria: Pulsarite abil saab uurida Einsteini üldrelatiivsusteooria mõjusid, näiteks aegruumi kumerust massiivsete objektide ümber. Impulsside saabumisaegade täpsed mõõtmised, kui need läbivad teise tähe või massiivse objekti gravitatsioonivälja, võimaldavad meil kontrollida üldrelatiivsusteooria ennustusi.
- äärmuslik asi: Pulsarid on looduslikud laborid aine uurimiseks ekstreemsetes tingimustes. Neutrontähe uskumatu tihedus ja intensiivne rõhk annavad teavet aine kohta olekutes, mida me ei suuda maapealsetes laborites uuesti luua. See hõlmab neutrontähtede sisemist struktuuri ja ülitiheda aine omadusi.
- Ruumiline navigeerimine: Pulsareid kasutatakse ülitäpses kosmosenavigatsioonis. Pulsaride pulsarsignaale saab tuvastada kaugetest kosmosesondidest ja neid kasutatakse kosmiliste "majakatena", et täpselt arvutada kosmoselaeva asukoht kosmoses.
- Kosmoloogia: Pulsarid on kasulikud ka kosmoloogias. Neid saab kasutada tähtedevahelise keskkonna uurimiseks ja aine leviku kaardistamiseks meie galaktikas. See võib anda teavet Linnutee struktuuri ja evolutsiooni kohta.
- Gravitatsioonilainete tuvastamine: Mõnel pulsaril, mida nimetatakse millisekundite pulsariteks, on erakordselt kõrge pulsari stabiilsus. Neid saab kasutada täpsete kosmiliste kelladena katsetes gravitatsioonilainete tuvastamiseks, aidates kinnitada nende lainete olemasolu ja uurida astrofüüsikalisi nähtusi, nagu mustade aukude ühinemine.
- Tähtede evolutsioon: Pulsaride ja nende seoste uurimine supernoova plahvatustega annab meile väärtuslikku teavet massiivsete tähtede evolutsiooni ja elutsükli kohta. See omakorda aitab meil paremini mõista, kuidas universumi erinevad täheliigid tekivad ja arenevad.
Nagu näete, on pulsarid astronoomidele olulised, kuna annavad väärtuslikku teavet aine äärmuslike omaduste, tugevate magnetväljade vastasmõju ja neutrontähtede dünaamika kohta. Loodan, et selle teabe abil saate rohkem teada pulsari ja selle omaduste kohta.