Pulsar

Pulsarer er raskt roterende nøytronstjerner som sender ut kraftig elektromagnetisk stråling fra polene.

© Shutterstock

Pulsaren er universets fartsdjevel

Den sender ut kraftig elektromagnetisk stråling mens den roterer i et vanvittig tempo. Møt pulsaren, en av universets virkelige fartsdjevler.

26. oktober 2018 av Henrik Bendix og Malene Breusch Hansen

Hva er definisjonen på en pulsar?

En pulsar er en raskt roterende nøytronstjerne med et sterkt magnetfelt.

Stjernen sender ut elektromagnetisk stråling som kan fanges opp på jorda som bølger som pulserer i takt med at stjernen roterer.

Og det går ekstremt raskt: 

Den raskest roterende nøytronstjernen astronomene har funnet til nå, roterer 716 ganger hvert sekund.

  • Det gir stjernen en rotasjonshastighet på 259 millioner km/t eller 24 prosent av lysets hastighet ved ekvator.
  • Rotasjonen kan imidlertid også gå langsommere: Pulsaren Vela, om lag 1000 lysår fra jorda, roterer bare 11,2 ganger i sekundet.
  • Det gir likevel en omdreiningshastighet på 2,45 millioner km/t ved ekvator.
  • Det er til sammenligning over 1460 ganger raskere enn jorda, som roterer med 1669 km/t ved ekvator.
  • Det er over 330 ganger raskere enn sola, der et punkt på ekvator beveger seg med 7280 km/t

Hva er en nøytronstjerne?

En nøytronstjerne er skapt av restene fra en stor stjerne som er brent ut og eksplodert som en supernova. Ved eksplosjonen faller stjernens indre sammen til et lite og utrolig kompakt objekt som primært består av nøytroner – derav navnet. 

Pulsaren Vela

Pulsaren Vela er om lag 1000 lysår fra jorden. Den ligger midt i restene av en supernova som eksploderte for omkring 11 000 år siden. 

© Uni of Toronto/NASA

Stjernestoffet oppfører seg ikke som de atomene mennesker og alt rundt oss består av.

Vanlig materie, som vi kjenner det, består av atomer som igjen er sammensatt av atomkjerner med protoner og nøytroner omgitt av en sky av elektroner.

Stjernestoffet kan, litt forenklet, forstås som enorme atomkjerner av nøytroner.

Tettheten i stjernen er ekstrem: Pulsarer har en diameter på om lag 20 kilometer, men veier likevel omkring halvannen gang så mye som sola, som har en diameter som er 69 500 ganger større.

Det innebærer at en bit av en nøytronstjerne på størrelse med en sukkerbit veier like mye som Mount Everest.

Noe slikt eksisterer ikke på jorda – forskerne kan ikke engang skape det i laboratoriet. 

Hvorfor sender en pulsar ut elektromagnetisk stråling?

Pulsarer sender elektromagnetisk stråling ut i rommet på grunn av magnetfeltet, som er kraftigst ved de magnetiske polene. Her blir partikler med ladning, som elektroner og protoner, akselerert opp til hastigheter som nærmer seg lysets.

Ved akselerasjonen sender partiklene ut elektromagnetisk stråling med ulike bølgelengder – alt fra gammastråling, røntgenstråling, synlig lys og radiobølger. 

Strålingen gjør pulsarer til en slags kosmiske fyrtårn som hele tiden sender bølger ut i verdensrommet. Men sett fra jorda blinker de taktfast.

Det skyldes at de magnetiske polene, der bølgene stråler ut fra, ikke ligger samme sted som de geografiske polene – akkurat som det er tilfellet på jorda.

Det innebærer at strålingen sendes ut som den roterende lyskjeglen på et fyrtårn. På samme måte som lyskjeglen treffer et skip med jevne mellomrom, treffer strålene jorda når pulsaren roterer. 

Hvordan ble den første pulsaren oppdaget?

Den britiske astronomen Jocelyn Bell fant den første pulsaren i 1967, da hun fanget opp noen radiosignaler fra rommet som dukket opp med helt regelmessige mellomrom.

I begynnelsen visste hun imidlertid ikke hvor radiobølgene kom fra. Signalene fikk navnet LGM-1, som står for «little green men», fordi astronomene ikke kunne avvise at signalet kunne være kommunikasjon fra en fjern sivilisasjon.

Da astronomene fant kilden, fikk de roterende nøytronstjernene navnet pulsar på grunn av den pulserende strålingen.

Senere har astronomene funnet mer enn 2500 pulsarer. 

Hva er en glitch?

Alle pulsarer setter ned rotasjonshastigheten uhyre langsomt, etter hvert som de mister energi i form av stråling.

Men fem–seks prosent av pulsarene setter med ujevne mellomrom farten litt opp igjen ved en såkalt «glitch» eller astronomisk hikk.

Astrofysikerne vet ikke hvordan nøytronstjernene utfører manøveren, men de har en teori om at forklaringen ligger i et samspill mellom kjernen og skorpen. 

Nøytronstjerner har et superflytende indre, der nøytroner flyter fritt rundt blant hverandre helt uten friksjonsmotstand. Kjernen er omgitt av et fast ytre skall med mer «normal» materier, inkludert vanlige atomkjerner.

Når stjernen langsomt setter ned farten, følger ikke det flytende indre med – som i en stor, roterende vannballong fortsetter vannet å svinge rundt selv om selve ballongen blir bremset.

Hikket oppstår når nøytronstjernens indre kommer for mye ut av takt med skorpen og ifølge teorien tvinger skorpen til å følge med.

Kanskje foregår det ved at små virvelstrømmer mellom de to lagene endrer form og skaper kontakt, slik at kjernen kan gi skorpen en tiltrengt dytt.

Forskerne er imidlertid ikke sikre på hvilken reaksjon som skjer mellom skorpe og indre – men kanskje kan nye usedvanlige data om pulsaren Vela avsløre det. 

Vil du vite mer om pulsarer?

Les om Velas merkverdige oppførsel og astronomernes jakt på løsninger på pulsarenes gåter i Illustrert Vitenskap nr. 17.  

Du kan også utforske universet selv. Akkurat nå får du den perfekte startpakke til den spirende amatørastronom. Du får:

  • En kraftig kikkert til å utforske i Solsystemet.
  • En guide til stjernehimmelen i 2018, slik at du vet når og hvor du skal kikke.
  • Din guide til månen – et digitalt spesialnummer som fokuserer på vår naturlige satellitt.
  • To utgaver av Illustrert Vitenskap som gir deg bakgrunnen for det hva kan holde øye med.

LØS INN DITT TILBUD HER

Kanskje du er interessert i ...

Les også