Az univerzumban létező különféle égitestek közül néhány égitest túlságosan különleges kialakításukban és jellemzőiben. Ezen égitestek között találjuk a pulzárt. Sokan nem tudják mi az a pulzár sem pedig milyen relevanciája van. Általános és egyszerű definíció szerint a pulzár egy rendkívül sűrű és erősen mágnesezett neutroncsillag, amely szabályos impulzusokban bocsát ki elektromágneses sugárzást, miközben a tengelye körül forog.
Ebben a cikkben elmondjuk, mi az a pulzár, hogyan keletkezik, milyen jellemzői vannak és fontos.
mi az a pulzár
A pulzár egy neutroncsillagként ismert, rendkívül kompakt és energikus csillagászati objektum. A neutroncsillagok rendkívül sűrű maradványok, amelyek egy szupernóva robbanásából származnak hatalmas csillagokban. Egy adott pulzár akkor figyelhető meg, ha forgástengelye a Föld felé mutat, és időszakonként sugárzást bocsát ki.
A pulzár legmeghatározóbb tulajdonsága az, hogy rendszeres elektromágneses sugárzást bocsát ki, a rádióhullámoktól a gamma-sugárzásig. Ezeket az impulzusokat a gyorsan forgó neutroncsillag és erős mágneses mezői okozzák. Ahogy a pulzár forog, rendszeres időközönként észleli a sugárzási kibocsátását, ami olyan jelet hoz létre, amely úgy tűnik, hogy "pulzál" az égen.
A pulzár forgása hihetetlenül gyors lehet, a másodperc töredékeitől néhány másodpercig terjedő periódusok. Ez a gyors forgás rendkívül intenzív mágneses tereket is eredményez, amelyek milliárdszor erősebbek a Föld mágneses mezőinél. Ezek az intenzív mágneses mezők befolyásolhatják a sugárzás kibocsátását és a nagy energiájú részecskék szelének kialakulását a pulzár körül.
Hogyan alakulnak ki
A pulzárok akkor keletkeznek, amikor egy hatalmas csillag (a Nap tömegének legalább háromszorosa) kimeríti nukleáris üzemanyagát, és szupernóvaként felrobban. A robbanás során a csillag magja a gravitációs erő hatására összeomlott, és több kilométer átmérőjű gömbbé préselődött össze. Ennek eredményeként a csillag rendkívül sűrűvé válik, körülbelül a Nap tömegével, de összenyomva egy város méretű tárggyá nem válik.
A szögimpulzus megmaradása miatt a neutroncsillag gyorsan (egyes esetekben másodpercenként több százszor) forogni kezd. Ha egy csillag erős mágneses mezővel rendelkezik, a mezőben tárolt mágneses energia elektromágneses sugárzássá alakul, amely fényimpulzusok formájában bocsát ki a csillag forgása közben.
A pulzárok számos figyelemre méltó tulajdonsággal rendelkeznek. Az első részben elmondhatjuk, hogy nagyon rövid hullámhosszú sugárzást bocsátanak ki, mint pl Röntgen- és gamma-sugárzás, valamint az elektromágneses spektrum rádiótartománya. Másodszor, az impulzusok rendkívül szabályosak és pontosak, periodicitásuk nagy pontossággal mérhető. Végül a pulzárok nagyon erős mágneses mezővel rendelkeznek, valószínűleg több milliószor erősebbek, mint a Föld mágneses tere.
Felfedezés
A National Geographic tudományos magazin szerint pulzárokat fedeztek fel az 1960-as évek végén, 1967-ben egy Jocelyn Bell nevű végzős hallgató és tanácsadója, Antony Hewish a Cambridge melletti Mullard Shield Radio Astronomy Observatory-ban. Az igazság az volt, hogy rádiójelforrásra bukkantak, amelyet minden este megismételtek munkaidőben. Az ég ugyanarról a helyéről érkeztek, és azt hitték, hogy először lépnek kapcsolatba idegenekkel.
Vitathatatlan, hogy a pulzárok amellett, hogy nagyon érdekes és egyedi objektumok, sűrű, erősen mágnesezett neutroncsillagok is, amelyek forgásuk közben szabályos impulzusokban bocsátanak ki sugárzást. A hatalmas csillagok szupernóvává omlásának eredménye, és hasznosak az alapvető fizika, például az általános relativitáselmélet és a sűrű anyag fizika tanulmányozásában.
A pulzár jelentősége
Amint azt már láttuk, a pulzárok amellett, hogy értékes információkat szolgáltatnak az univerzum extrém fizikájáról, a csillagászati kutatás számos területén döntő szerepet játszanak. Néhány olyan terület, ahol a pulzárok fontosak:
- Általános relativitáselmélet: A pulzárokkal Einstein általános relativitáselméletének hatásait lehet tanulmányozni, például a téridő görbületét nagy tömegű objektumok körül. Az impulzusok érkezési idejének pontos mérése, amikor áthaladnak egy másik csillag vagy egy hatalmas objektum gravitációs terén, lehetővé teszik számunkra, hogy ellenőrizzük az általános relativitáselmélet előrejelzéseit.
- extrém dolog: A pulzárok természetes laboratóriumok az anyagok extrém körülmények közötti feltárására. A neutroncsillagok hihetetlen sűrűsége és erős nyomása olyan állapotú anyagokról ad információt, amelyeket a földi laboratóriumokban nem tudunk újrateremteni. Ez magában foglalja a neutroncsillagok belső szerkezetét és az ultrasűrű anyagok tulajdonságait.
- Térbeli navigáció: A pulzárokat a nagy pontosságú űrnavigációban használják. A pulzárokból származó pulzárjelek észlelhetők távoli űrszondákból, és kozmikus "jelzőfényként" használják az űrhajó helyének pontos kiszámításához az űrben.
- Kozmológia: A pulzárok a kozmológiában is hasznosak. Használhatók a csillagközi közeg tanulmányozására és az anyag eloszlásának feltérképezésére galaxisunkban. Ez információkkal szolgálhat a Tejútrendszer szerkezetéről és fejlődéséről.
- Gravitációs hullámok észlelése: Egyes pulzárok, amelyeket ezredmásodperces pulzároknak neveznek, kivételesen magas pulzárstabilitással rendelkeznek. Ezek precíz kozmikus óraként használhatók a gravitációs hullámok kimutatására irányuló kísérletekben, segítve e hullámok létezésének megerősítését és az asztrofizikai jelenségek, például a fekete lyukak egyesülésének tanulmányozását.
- Csillagfejlődés: A pulzárok és a szupernóva-robbanásokkal való kapcsolatuk tanulmányozása értékes információkkal szolgál a hatalmas csillagok evolúciójáról és életciklusáról. Ez viszont segít jobban megérteni, hogyan alakulnak ki és fejlődnek a világegyetem különböző csillagfajai.
Mint látható, a pulzárok azért fontosak a csillagászok számára, mert értékes információkat szolgáltatnak az anyag szélsőséges tulajdonságairól, az erős mágneses terek kölcsönhatásairól és a neutroncsillagok dinamikájáról. Remélem, hogy ezekkel az információkkal többet megtudhat arról, mi a pulzár és jellemzői.