Pulsar

Pulsarer er hurtigt roterende neutronstjerner, der udsender kraftig elektromagnetisk stråling fra polerne.

© Shutterstock

Pulsaren er universets fartdjævel

Den udsender kraftig elektromagnetisk stråling, mens den roterer om sin egen akse i et hæsblæsende tempo. Mød pulsaren, en af universets største fartdjævle.

26. oktober 2018 af Henrik Bendix og Malene Breusch Hansen

Hvad er definitionen på en pulsar?

En pulsar er en hurtigt roterende neutronstjerne med et stærkt magnetfelt. 

Stjernen udsender elektromagnetisk stråling, der kan opfanges på Jorden som bølger, der pulserer i takt med, at stjernen drejer rundt om sig selv.

Og det går ekstremt stærkt: 

  • Den hurtigst roterende neutronstjerne, astronomerne har fundet til dato, roterer 716 gange om sig selv hvert sekund. 
  • Det giver stjernen en rotationshastighed på 259 millioner km/t eller 24 procent af lysets hastighed ved ækvator.
  • Rotationen kan dog også gå langsommere: Vela-pulsaren cirka 1000 lysår væk fra Jorden roterer bare 11,2 gange i sekundet. 
  • Det giver imidlertid alligevel en omdrejningshastighed på 2,45 millioner km/t ved stjernens ækvator. 
  • Det er til sammenligning over 1460 gange hurtigere end Jorden, der roterer med 1669 km/t ved ækvator.
  • Det er over 330 gange hurtigere end Solen, hvis ækvator bevæger sig med 7280 km/t.

Hvad er en neutronstjerne?

En neutronstjerne er skabt af resterne fra en stor stjerne, der er brændt ud og eksploderet som supernova. Ved eksplosionen falder stjernens indre sammen til et lille og utrolig kompakt objekt, der primært består af neutroner – deraf navnet.

Pulsaren Vela

Pulsaren Vela er cirka 1000 lysår væk fra Jorden. Den ligger midt i resterne af en supernova, der eksploderede for omkring 11.000 år siden. 

© Uni of Toronto/NASA

Stjernestoffet opfører sig ikke som de atomer, mennesker og alt omkring os består af. 

Almindeligt stof, som vi kender det, består af atomer, der igen er sammensat af atomkerner med protoner og neutroner omgivet af en sky af elektroner.

Stjernestoffet kan lidt forenklet forstås som enorme atomkerner af neutroner. 

Tætheden af stjernestoffet er ekstrem: Pulsarer har en diameter på cirka 20 kilometer, men vejer alligevel omkring halvanden gang så meget som Solen, der har en diameter, som er 69.500 gange større. 

Det betyder, at et stykke neutronstjerne på størrelse med en sukkerknald vejer lige så meget som Mount Everest.

Så tæt stof eksisterer ikke på Jorden – forskerne kan ikke engang skabe det i laboratoriet.

Hvorfor udsender en pulsar elektromagnetisk stråling?

Pulsarer sender elektromagnetisk stråling ud i rummet på grund af deres magnetfelt, som er kraftigst ved de magnetiske poler. Her bliver ladede partikler som elektroner og protoner accelereret op til hastigheder nær lysets.

Ved accelerationen udsender partiklerne elektromagnetisk stråling med forskellige bølgelængder – alt fra gamma- og røntgenstråling over synligt lys til radiobølger.

Strålingen gør pulsarer til en slags kosmiske fyrtårne, der konstant sender bølger ud i verdensrummet. Men set fra Jorden blinker de taktfast.

Det skyldes, at de magnetiske poler, hvor bølgerne stråler ud fra, ikke ligger samme sted som de geografiske poler – præcis som det er tilfældet på Jorden.

Det betyder, at strålingen sendes ud som den roterende lyskegle på et fyrtårn. Ligesom lyskeglen rammer et skib med jævne mellemrum, rammer strålerne Jorden i takt med, at pulsaren roterer.

Hvordan blev den første pulsar opdaget?

Den britiske astronom Jocelyn Bell fandt den første pulsar i 1967, hvor hun opfangede nogle radiosignaler fra rummet, der dukkede op med fuldstændig regelmæssige mellemrum.

I begyndelsen vidste hun dog ikke, hvor radiobølgerne kom fra. Signalerne fik navnet LGM-1, der står for “little green men,” fordi astronomerne ikke kunne afvise, at signalet kunne være kommunikation fra en fjern civilisation.

Da astronomerne fandt den rigtige kilde, fik de roterende neutronstjerner navnet pulsar på grund af deres pulserende stråling.

Siden har astronomerne fundet mere end 2500 pulsarer.

Hvad er et glitch?

Alle pulsarer sætter uhyre langsomt rotationshastigheden ned, efterhånden som de mister energi i form af stråling.

Men fem-seks procent af pulsarerne sætter med ujævne mellemrum farten lidt op igen ved et såkaldt “glitch” eller astronomisk hik.

Astrofysikerne ved ikke, hvordan neutronstjernerne udfører manøvren, men de har en teori om, at forklaringen skal findes i et samspil mellem pulsarens kerne og skorpen.

Neutronstjerner har et superflydende indre, hvor neutroner flyder frit rundt blandt hinanden helt uden gnidningsmodstand. Kernen er omgivet af en fast ydre skal med mere “normalt” stof, herunder almindelige atomkerner.

Når stjernen langsomt sætter farten ned, følger det flydende indre ikke med – som i en stor, roterende vandballon bliver vandet ved med at dreje rundt, selv om selve ballonen bliver bremset.

Hikket opstår, når neutronstjernens indre kommer for meget ud af takt med skorpen og ifølge teorien tvinger skorpen til at følge med.

Måske foregår det ved, at små hvirvelstrømme mellem de to lag ændrer form og skaber kontakt, så kernen kan give skorpen et tiltrængt skub.

Forskerne er dog ikke sikre på, hvilken reaktion der sker mellem skorpe og indre – men måske kan nye, usædvanlige data om pulsaren Vela afsløre det.

Vil du vide mere om pulsarer?

Læs om Velas mærkværdige opførsel og astronomernes jagt på pulsarernes gåder i Illustreret Videnskab nr. 17.  

Du kan også selv gå på opdagelse i universet. Lige nu kan du få fingrene i den perfekte startpakke til den spirende amatørastronom. Du får:

  • En kraftig håndkikkert til at gå på opdagelse i Solsystemet.
  • En guide til stjernehimlen i 2018, så du ved, hvor du skal kigge hvornår.
  • Din guide til Månen – et digitalt særnummer, som går tæt på vores naturlige satellit.
  • To numre af Illustreret Videnskab som ruster dig til, hvad du skal holde øje med.

INDLØS DIT TILBUD HER

Måske er du interesseret i ...

Læs også