Τι είναι το pulsar;
Οι παλμοί είναι κοσμικές πηγές ραδιοφωνικής, οπτικής ακτινογραφίας ή / και γάμμα ακτινοβολίας που έρχονται στη Γη με τη μορφή περιοδικών εκρήξεων (παλμών).
Ένα πάλσαρ είναι ένα μικρό περιστρεφόμενο αστέρι. Υπάρχει ένα τμήμα στην επιφάνεια ενός αστεριού που εκπέμπει μια στενή ακτίνα ραδιοκυμάτων στο διάστημα. Τα ραδιοτηλεσκόπια μας λαμβάνουν αυτήν την ακτινοβολία όταν η πηγή στρέφεται προς τη Γη. Το αστέρι περιστρέφεται και η ροή ακτινοβολίας σταματά. Η επόμενη επανάσταση του αστέρα - και λαμβάνουμε και πάλι το ραδιοφωνικό της μήνυμα.
Πώς λειτουργεί ένα pulsar;
Λειτουργεί επίσης ο φάρος με περιστρεφόμενη λάμπα. Από απόσταση αντιλαμβανόμαστε το φως του ως παλλόμενο. Το ίδιο συμβαίνει και με το pulsar. Αντιλαμβανόμαστε την ακτινοβολία της ως πηγή ακτινοβολίας ραδιοκυμάτων παλλόμενη με μια συγκεκριμένη συχνότητα. Τα Pulsars ανήκουν στην οικογένεια των αστεριών νετρονίων. Ένα αστέρι νετρονίων είναι ένα αστέρι που παραμένει μετά από μια καταστροφική έκρηξη ενός γιγαντιαίου αστεριού.
Pulsar - ένα αστέρι νετρονίων
Ένα μεσαίου μεγέθους αστέρι, όπως ο Ήλιος, είναι ένα εκατομμύριο φορές μεγαλύτερο από έναν πλανήτη σαν τη Γη. Γιγαντιαία αστέρια σε 10 και μερικές φορές 1000 φορές το μέγεθος του Ήλιου. Ένα αστέρι νετρονίων είναι ένα τεράστιο αστέρι, συμπιεσμένο στο μέγεθος μιας μεγάλης πόλης. Αυτή η περίσταση κάνει τη συμπεριφορά ενός αστέρα νετρονίων πολύ παράξενη. Κάθε τέτοιο αστέρι είναι ίσο σε μάζα με ένα γιγαντιαίο αστέρι, αλλά αυτή η μάζα συμπιέζεται σε εξαιρετικά μικρό όγκο. Ένα κουταλάκι του γλυκού ουσία νετρονίων ζυγίζει ένα δισεκατομμύριο τόνους.
Πώς σχηματίζονται τα πάλσαρ;
Δείτε πώς πηγαίνει.Μετά την έκρηξη του αστεριού, τα απομεινάρια του συμπιέζονται από βαρυτικές δυνάμεις. Οι επιστήμονες αποκαλούν αυτή τη διαδικασία την κατάρρευση ενός άστρου. Καθώς αναπτύσσεται η κατάρρευση, αυξάνεται η δύναμη της βαρύτητας και τα άτομα του υλικού του άστρου πιέζονται πιο κοντά το ένα στο άλλο. Σε κανονική κατάσταση, τα άτομα βρίσκονται σε σημαντική απόσταση το ένα από το άλλο, επειδή τα σύννεφα ηλεκτρονίων των ατόμων είναι αμοιβαία αποκρουστικά. Αλλά μετά την έκρηξη ενός γιγαντιαίου αστεριού, τα άτομα συμπιέζονται τόσο σφιχτά και συμπιέζονται που τα ηλεκτρόνια κυριολεκτικά πιέζονται στους πυρήνες των ατόμων.
Ο πυρήνας ενός ατόμου αποτελείται από πρωτόνια και νετρόνια. Τα ηλεκτρόνια που συμπιέζονται στον πυρήνα αντιδρούν με πρωτόνια και ως αποτέλεσμα σχηματίζονται νετρόνια. Με την πάροδο του χρόνου, όλο το υλικό του αστεριού γίνεται μια τεράστια μπάλα συμπιεσμένων νετρονίων. Ένα αστέρι νετρονίων γεννιέται.
Πότε συνέβη το πάλσαρ;
Οι επιστήμονες πιστεύουν ότι τα αστέρια πάλσαρ υπήρχαν από αμνημονεύτων χρόνων. Σε κάθε περίπτωση, ήταν πολύ πριν ανοίξουν. Οι πρώτες ενδείξεις για την ύπαρξή τους αποκτήθηκαν τον Νοέμβριο του 1967, όταν αρκετά ραδιοτηλεσκόπια στην Αγγλία βρήκαν μια προηγουμένως άγνωστη πηγή ακτινοβολίας στον ουρανό. Υπάρχουν πολλές πηγές ραδιοκυμάτων στο διάστημα. Για παράδειγμα, μόρια νερού και αμμωνίου που παρασύρονται στο διαστρικό χώρο εκπέμπουν ραδιοκύματα. Αυτά τα κύματα συλλαμβάνονται από τις κεραίες των ραδιο τηλεσκοπίων.
Η νέα πηγή ραδιοκυμάτων, ωστόσο, δεν ήταν όπως τα άλλα. Ο ανώτερος μαθητής Joslyn Bell μελέτησε τα ραδιοκύματα που καταγράφηκαν από τους καταγραφείς του ραδιοτηλεσκοπίου.Επέστησε την προσοχή στις επαναλαμβανόμενες εκρήξεις ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας, οι οποίες έφτασαν στην κεραία του τηλεσκοπίου με ένα διάστημα 1,33733 δευτερολέπτων.
Όταν τα νέα για την ανακάλυψη του Μπελ δημοσιοποιήθηκαν, ορισμένοι μελετητές αποφάσισαν ότι ο Μπέλ είχε αποδεχτεί το μήνυμα ενός ξένου πολιτισμού. Λίγους μήνες αργότερα καταγράφηκε μια άλλη πηγή παλμικών εκπομπών ραδιοφώνου. Οι επιστήμονες εγκατέλειψαν την ιδέα της τεχνητής τους προέλευσης. Αποφασίστηκε ότι αυτές οι πηγές είναι αστέρια υπερβολικής πυκνότητας. Ονομάστηκαν pulsars λόγω της παλμικής φύσης της ακτινοβολίας. Οι Pulsars αποδείχθηκαν τα αστέρια νετρονίων για τα οποία οι επιστήμονες κυνηγούσαν εδώ και καιρό. Από τότε, έχουν ανακαλυφθεί εκατοντάδες τέτοια αστέρια.
Γιατί οι παλμοί παρουσιάζουν παλμούς;
Οι επιστήμονες πιστεύουν ότι ο λόγος είναι η ταχεία εναλλαγή τους. Όλα τα αστέρια, όπως οι πλανήτες, περιστρέφονται γύρω από τον άξονά του. Για παράδειγμα, ο ήλιος κάνει μια επανάσταση σε ένα μήνα. Καθώς το μέγεθος ενός περιστρεφόμενου σώματος μειώνεται, αρχίζει να περιστρέφεται γρηγορότερα. Φανταστείτε έναν σκέιτερ να γυρίζει στον πάγο. Όταν πιέζει τα χέρια του στο σώμα του, η περιστροφή επιταχύνεται απότομα. Το ίδιο συμβαίνει με τα αστέρια superdense. Ένα πάλσαρ μεγέθους Λος Άντζελες περιστρέφεται με μία περιστροφή ανά δευτερόλεπτο. Άλλα πάλσαρ μπορούν να περιστραφούν ακόμη πιο γρήγορα. Οι παλμοί μπορούν να περιστραφούν σε ταχύτητες έως και 1000 περιστροφές ανά δευτερόλεπτο
Σε αυτήν την περιστροφή βρίσκεται η αιτία της παλμικής ακτινοβολίας. Τα πάλσαρ περιβάλλονται από ένα ισχυρό μαγνητικό πεδίο. Τα πρωτόνια και τα ηλεκτρόνια κινούνται σύμφωνα με τις δυνάμεις αυτού του μαγνητικού πεδίου.Όπως γνωρίζετε, η δύναμη του μαγνητικού πεδίου αυξάνεται στους βόρειους και νότιους μαγνητικούς πόλους. Σε αυτά τα σημεία, η ταχύτητα των πρωτονίων και των ηλεκτρονίων γίνεται πολύ μεγάλη. Με αυτήν την επιτάχυνση, τα σωματίδια εκπέμπουν κβάντα ενέργειας στην περιοχή από ακτίνες Χ έως ραδιοκύματα. Δεδομένου ότι το pulsar περιστρέφεται και η πηγή ακτινοβολίας περιστρέφεται μαζί του, αντιλαμβανόμαστε την ακτινοβολία του pulsar μόνο τη στιγμή που η πηγή στρέφεται προς τη Γη. Με τον ίδιο τρόπο, αντιλαμβανόμαστε το φως ενός φάρου με περιστρεφόμενη λάμπα.