בין גרמי השמיים השונים הקיימים ביקום, חלק מהגופים השמימיים מיוחדים מדי ביצירתם ובמאפיינים שלהם. בין גרמי השמים הללו אנו מוצאים את הפולסר. הרבה אנשים לא יודעים מה זה פולסר וגם לא איזו רלוונטיות יש לזה. כהגדרה כללית ופשוטה, פולסר הוא כוכב נויטרונים צפוף במיוחד וממוגנט מאוד, הפולט קרינה אלקטרומגנטית בפולסים רגילים כשהוא מסתובב על צירו.
במאמר זה אנו הולכים לספר לכם מהו פולסר, כיצד הוא נוצר, מאפייניו וחשיבותו.
מה זה פולסר
פולסר הוא סוג של עצם אסטרונומי קומפקטי ואנרגטי ביותר המכונה כוכב נויטרונים. כוכבי ניוטרונים הם שרידים צפופים ביותר הנובעים מפיצוץ של סופרנובה בכוכבים מסיביים. ניתן לצפות בפולסר מסוים כאשר ציר הסיבוב שלו מצביע לכיוון כדור הארץ והוא פולט מדי פעם קרינה.
המאפיין הייחודי ביותר של פולסר הוא יכולתו לפלוט פולסים קבועים של קרינה אלקטרומגנטית, החל מגלי רדיו ועד קרני גמא. פולסים אלו נגרמים על ידי כוכב הנייטרונים המסתובב במהירות והשדות המגנטיים החזקים שלו. בזמן שהפולסר מסתובב, פליטת הקרינה שלו מזוהה במרווחים קבועים, ויוצרות אות שנראה "פועם" בשמים.
סיבוב הפולסר יכול להיות מהיר להפליא, עם פרקי זמן שנעים בין שברירי שנייה למספר שניות. סיבוב מהיר זה מביא גם לשדות מגנטיים עזים ביותר, חזקים פי מיליארדי מהשדות המגנטיים של כדור הארץ. שדות מגנטיים עזים אלה יכולים להשפיע על פליטת קרינה ועל היווצרות רוחות של חלקיקים אנרגטיים מאוד סביב הפולסר.
איך הם נוצרים
פולסרים נוצרים כאשר כוכב מסיבי (לפחות פי שלושה ממסת השמש) ממצה את הדלק הגרעיני שלו ומתפוצץ כסופרנובה. במהלך הפיצוץ, ליבת הכוכב קרסה בכוח הכבידה ונדחסה לכדור בקוטר של כמה קילומטרים. כתוצאה מכך, הכוכב הופך צפוף ביותר, בערך במסה של השמש, אבל דחוס עד שהוא הופך לחפץ בגודל של עיר.
עקב שימור המומנטום הזוויתי, כוכב הנייטרונים מתחיל להסתובב במהירות (במקרים מסוימים מאות פעמים בשנייה). אם לכוכב יש שדה מגנטי חזק, האנרגיה המגנטית האצורה בשדה מומרת לקרינה אלקטרומגנטית, הנפלטת כפולסי אור בזמן סיבוב הכוכב.
לפולסרים יש כמה תכונות בולטות. אנו יכולים לומר בחלק הראשון שהם פולטים קרינה של אורכי גל קצרים מאוד, כגון קרני רנטגן וקרני גמא, ואזור הרדיו של הספקטרום האלקטרומגנטי. שנית, הפולסים סדירים ומדויקים ביותר, עם מחזוריות הניתנת למדידה בדיוק רב. לבסוף, לפולסרים יש שדות מגנטיים חזקים מאוד, אולי חזקים פי מיליוני מהשדה המגנטי של כדור הארץ.
גילוי
לפי המגזין המדעי נשיונל ג'יאוגרפיק, פולסרים התגלו בסוף שנות ה-1960, בשנת 1967, על ידי סטודנטית לתואר שני בשם ג'וסלין בל ויועצתה, אנטוני הוויש, במצפה הכוכבים לאסטרונומיה של רדיו מולארד שילד ליד קיימברידג'. האמת היא שהם נתקלו במקור אות רדיו שחוזר על עצמו מדי לילה בשעות העבודה. הם הגיעו מאותו מקום בשמים וחשבו שהם יוצרים קשר עם חייזרים בפעם הראשונה.
ניתן לטעון שפולסרים, בנוסף להיותם עצמים ייחודיים ומעניינים מאוד, הם גם כוכבי נויטרונים צפופים וממוגנטים מאוד, הפולטים קרינה בפולסים רגילים בזמן שהם מסתובבים. הם תוצאה של קריסת כוכבים מסיביים לסופרנובות והם שימושיים לחקר פיזיקה בסיסית כמו תורת היחסות הכללית ופיזיקה של חומר צפוף.
חשיבותו של פולסר
כפי שכבר ראינו, בנוסף לאספקת מידע רב ערך על הפיזיקה הקיצונית ביקום, לפולסרים תפקיד מכריע במספר תחומים של מחקר אסטרונומי. חלק מהתחומים שבהם הפולסרים חשובים כוללים:
- תורת היחסות הכללית: ניתן להשתמש בפולסרים כדי לחקור את ההשפעות של תורת היחסות הכללית של איינשטיין, כמו עקמומיות המרחב-זמן סביב עצמים מסיביים. מדידות מדויקות של זמני ההגעה של הפולסים כשהם עוברים דרך שדה הכבידה של כוכב אחר או עצם מסיבי מאפשרות לנו לאמת את התחזיות של תורת היחסות הכללית.
- עניין קיצוני: פולסרים הם מעבדות טבעיות לחקר חומר בתנאים קיצוניים. הצפיפות המדהימה והלחץ האינטנסיבי בכוכב נויטרונים מספקים מידע על חומר במצבים שאיננו יכולים ליצור מחדש במעבדות יבשתיות. זה כולל את המבנה הפנימי של כוכבי נויטרונים ואת התכונות של חומר צפוף במיוחד.
- ניווט מרחבי: פולסרים משמשים בניווט בחלל ברמת דיוק גבוהה. אותות פולסרים מפולסרים ניתנים לזיהוי מגששי חלל מרוחקים ומשמשים כ"משואות" קוסמיות לחישוב מדויק של מיקומה של חללית בחלל.
- קוסמולוגיה: פולסרים שימושיים גם בקוסמולוגיה. ניתן להשתמש בהם כדי לחקור את המדיום הבין-כוכבי ולמיפוי התפלגות החומר בגלקסיה שלנו. זה יכול לספק מידע על המבנה וההתפתחות של שביל החלב.
- זיהוי גלי כבידה: לפולסרים מסוימים, המכונים פולסרים של אלפית שנייה, יש יציבות פולסר גבוהה במיוחד. אלה יכולים לשמש כשעונים קוסמיים מדויקים בניסויים לזיהוי גלי כבידה, עוזרים לאשר את קיומם של גלים אלה ולחקור תופעות אסטרופיזיקליות כמו מיזוג של חורים שחורים.
- אבולוציה של כוכבים: חקר הפולסרים והקשר שלהם לפיצוצי סופרנובות מספק לנו מידע רב ערך על האבולוציה ומחזור החיים של כוכבים מסיביים. זה בתורו עוזר לנו להבין טוב יותר כיצד המינים השונים של כוכבים ביקום נוצרים ומתפתחים.
כפי שאתה יכול לראות, פולסרים חשובים לאסטרונומים מכיוון שהם מספקים מידע רב ערך על התכונות הקיצוניות של החומר, האינטראקציות של שדות מגנטיים חזקים והדינמיקה של כוכבי נויטרונים. אני מקווה שבעזרת המידע הזה תוכלו ללמוד עוד על מה זה פולסר ועל המאפיינים שלו.