Među raznim nebeskim tijelima koja postoje u svemiru, neka su nebeska tijela previše posebna po svojoj formaciji i karakteristikama. Među tim nebeskim tijelima nalazimo pulsar. Mnogi ljudi ne znaju što je pulsar niti kakvu to važnost ima. Kao opća i jednostavna definicija, pulsar je izuzetno gusta, visoko magnetizirana neutronska zvijezda koja emitira elektromagnetsko zračenje u pravilnim impulsima dok se okreće oko svoje osi.
U ovom članku ćemo vam reći što je pulsar, kako nastaje, njegove karakteristike i važnost.
što je pulsar
Pulsar je vrsta vrlo kompaktnog i energičnog astronomskog objekta poznatog kao neutronska zvijezda. Neutronske zvijezde su ekstremno gusti ostaci koji nastaju nakon eksplozije supernove u masivnim zvijezdama. Određeni pulsar je vidljiv kada je njegova os rotacije usmjerena prema Zemlji i povremeno emitira zračenje.
Najizrazitija značajka pulsara je njegova sposobnost da emitira pravilne impulse elektromagnetskog zračenja, u rasponu od radio valova do gama zraka. Ove impulse uzrokuje brzo rotirajuća neutronska zvijezda i njezina jaka magnetska polja. Kako se pulsar okreće, njegove se emisije zračenja detektiraju u pravilnim intervalima, stvarajući signal koji izgleda kao da "pulsira" na nebu.
Rotacija pulsara može biti nevjerojatno brza, s periodima u rasponu od djelića sekunde do nekoliko sekundi. Ova brza rotacija također rezultira iznimno intenzivnim magnetskim poljima, milijardama puta jačim od Zemljinih magnetskih polja. Ta intenzivna magnetska polja mogu utjecati na emisiju zračenja i stvaranje vjetrova visokoenergetskih čestica oko pulsara. Više o pojavama koje se događaju u svemiru možete saznati u članku o svjetskih supervulkana.
Kako nastaju
Pulsari nastaju kada masivna zvijezda (barem tri puta veća od mase Sunca) iscrpi svoje nuklearno gorivo i eksplodira kao supernova. Tijekom eksplozije jezgra zvijezde kolabira pod silom gravitacije i sabija se u sferu promjera nekoliko kilometara. Kao rezultat, zvijezda postaje izuzetno gusta, približno mase Sunca, ali komprimiran dok ne postane objekt veličine grada.
Zbog očuvanja kutne količine gibanja, neutronska se zvijezda počinje vrtjeti brzo (u nekim slučajevima stotine puta u sekundi). Ako zvijezda ima jako magnetsko polje, magnetska energija pohranjena u polju se pretvara u elektromagnetsko zračenje, koje se emitira u obliku svjetlosnih impulsa dok zvijezda rotira.
Pulsari imaju nekoliko značajnih značajki. U prvom dijelu možemo reći da emitiraju zračenje vrlo kratkih valnih duljina, kao npr X-zrake i gama-zrake, te radiopodručje elektromagnetskog spektra. Drugo, pulsevi su izuzetno pravilni i precizni, s periodičnošću koja se može izmjeriti s velikom preciznošću. Konačno, pulsari imaju vrlo jaka magnetska polja, vjerojatno milijune puta jača od Zemljinog magnetskog polja.
Otkriće
Prema znanstvenom časopisu National Geographic, pulsari su otkriveni kasnih 1960-ih, 1967. godine, od strane diplomirane studentice po imenu Jocelyn Bell i njezinog savjetnika, Antonyja Hewisha, u Radioastronomskom opservatoriju Mullard Shield blizu Cambridgea. Istina je bila da su naišli na izvor radio signala koji se ponavljao svake večeri tijekom radnog vremena. Došli su s istog mjesta na nebu i mislili su da prvi put uspostavljaju kontakt s izvanzemaljcima.
Pulsari, osim što su jedinstveni i vrlo zanimljivi objekti, također su guste, visoko magnetizirane neutronske zvijezde koje emitiraju zračenje u pravilnim impulsima dok se vrte. Oni su rezultat kolapsa masivnih zvijezda u supernove i korisni su za proučavanje fundamentalne fizike kao što je opća relativnost i fizika guste materije. Za više informacija o tome kako su astrofizički fenomeni povezani, možete pogledati članak o Asteroid Kepler i njegov utjecaj na modernu astronomiju.
Važnost pulsara
Kao što smo već vidjeli, osim što pružaju vrijedne informacije o ekstremnoj fizici u svemiru, pulsari igraju ključnu ulogu u nekoliko polja astronomskih istraživanja. Neka od područja u kojima su pulsari važni uključuju:
- Opća teorija relativnosti: Pulsari se mogu koristiti za proučavanje učinaka Einsteinove opće relativnosti, kao što je zakrivljenost prostor-vremena oko masivnih objekata. Precizna mjerenja vremena dolaska impulsa dok prolaze kroz gravitacijsko polje druge zvijezde ili masivnog objekta omogućuju nam da provjerimo predviđanja opće teorije relativnosti.
- Ekstremna materija: Pulsari su prirodni laboratoriji za istraživanje materije u ekstremnim uvjetima. Nevjerojatna gustoća i intenzivan tlak u neutronskoj zvijezdi pružaju informacije o stanju materije koja ne možemo ponovno stvoriti u zemaljskim laboratorijima. To uključuje unutarnju strukturu neutronskih zvijezda i svojstva ultra-guste materije.
- Prostorna navigacija: Pulsari se koriste u visokopreciznoj svemirskoj navigaciji. Pulsarni signali pulsara mogu se otkriti iz udaljenih svemirskih sondi i koriste se kao kozmički "svjetionici" za točan izračun lokacije svemirske letjelice.
- Kozmologija: Pulsari su također korisni u kozmologiji. Mogu se koristiti za proučavanje međuzvjezdanog medija i mapiranje distribucije materije u našoj galaksiji. Ovo bi moglo pružiti informacije o strukturi i evoluciji Mliječne staze. Osim toga, vaša studija može ponuditi perspektivu kako se može boriti protiv klimatskih promjena.
- Detekcija gravitacijskih valova: Neki pulsari, koji se nazivaju milisekundni pulsari, imaju iznimno visoku stabilnost pulsara. Oni se mogu koristiti kao precizni kozmički satovi u eksperimentima detekcije gravitacijskih valova, pomažući potvrditi postojanje tih valova i proučavati astrofizičke fenomene poput spajanja crnih rupa.
- Zvjezdana evolucija: Proučavanje pulsara i njihovog odnosa s eksplozijama supernova pruža nam vrijedne informacije o evoluciji i životnom ciklusu masivnih zvijezda. To nam pak pomaže da bolje razumijemo kako se različite vrste zvijezda u svemiru formiraju i razvijaju.
Kao što vidite, pulsari su važni astronomima jer pružaju vrijedne informacije o ekstremnim svojstvima materije, međudjelovanjima intenzivnih magnetskih polja i dinamici neutronskih zvijezda. Nadam se da će vam ove informacije pomoći da naučite više o tome što je pulsar i njegovoj važnosti.