Wat is een pulsar?

Pulsar in de Krab-nevel in het sterrenbeeld Stier
De pulsar in het centrum van de Krab-nevel in het sterrenbeeld Stier – Taurus

Een pulsar is een soort neutronenster, een dood overblijfsel van een massieve ster. Pulsars zijn anders dan een gewone neutronensterren omdat ze sterk magnetisch zijn en met enorme snelheden om hun as draaien. Astronomen kunnen ze herkennen aan de radiopulsen die ze op reguliere intervallen uitzenden.

Het ontstaan van een pulsar lijkt sterk op het ontstaan van een neutronenster. Als een zware ster met een massa van 4 tot 8 maal de massa van de Zon sterft dan gebeurt dit in de vorm van een supernova. De buitenste lagen worden weggeblazen de ruimte in en de binnenste kern stort onder zijn eigen zwaartekracht in elkaar. De druk die door de zwaartekracht wordt opgewekt is zó groot dat atomen uit elkaar worden gedrukt. Elektronen en protonen worden samengeperst tot neutronen. De zwaartekracht aan het oppervlak van een neutronenster is meer dan 2*1011 zo sterk als de zwaartekracht op Aarde.

De zwaarste sterren exploderen in een supernova-explosie en kunnen en kunnen een zwart gat vormen. Minder zware sterren zoals onze Zon blazen hun buitenste lagen weg en koelen dan langzaam af tot een witte dwerg. Maar sterren met een massa van 1,4 tot 3,2 maal die van de Zon kunnen ook eindigen als een supernova maar ze hebben niet genoeg massa om een zwart gat te vormen. Deze middelzware objecten eindigen als een neutronenster en sommigen worden een pulsar of een magnetar.

Als deze sterren ineen storten behouden ze hun draaimoment maar omdat ze veel kleiner zijn dan oorspronkelijk neemt hun rotatiesnelheid gigantisch toe. Ze draaien verschillende keren per één seconde om hun as.

Het zijn relatief kleine objecten die een ontzettend hoge dichtheid hebben. Ze zenden langs de lijnen van hun magneetveld enorm veel radiostraling uit. Deze bundels van radiostraling die als het licht van een vuurtoren worden uitgezonden maar dan met een frequentie van vele malen per seconde zijn door astronomen vanaf de Aarde goed waar te nemen.

De eerste pulsar werd in 1967 ontdekt door Jocelyn Bell en Antony Hewis. Astronomen waren zeer verbaasd over de regelmatige radiostraling die werd waargenomen. Deze straling kwam van een vast punt aan de hemel met een frequentie van 1,33 seconden. De radiostraling was zó regelmatig dat astronomen rekening hielden met een buitenaardse beschaving die wilde communiceren. Ofschoon Jocelyn Bellen Antony Hewis er van overtuigd waren dat de straling van een natuurlijke bron afkomstig was noemden het object LGM-1 (Little Green Men). Nieuwe ontdekkingen hebben astronomen geholpen bij het ontdekken van de ware aard van deze radiobronnen. LGM-1 bevindt zich in het sterrenbeeld Vulpecula – Vosje. De officiële aanduiding van deze pulsar is PSR J1921+2153.

Astronomen stelden een theorie op waarin men uitging van zeer snel draaiende neutronensterren. Deze theorie werd ondersteund door de ontdekking van een pulsar in de Krab-nevel (de Krabnevel bevindt zich in het sterrenbeeld Taurus – Stier) die met een extreem korte periode om zijn as draait: 33 milliseconden). Tot nu toe zijn er enkele duizenden pulsars ontdekt. De snelste pulsar zendt 716 pulsen per seconde uit.

Meer recent zijn er ook pulsars in dubbelstersystemen ontdekt. Deze pulsars zijn gebruikt om de algemene relativiteitstheorie van Einstein mee te testen. In 1982 werd er een pulsar ontdekt met een periode van 1,6 micro-seconden. De eerste exo-planeten werden ontdekt bij een pulsar.

Een nieuwe pulsar heeft nog veel energie en een hoge draaisnelheid. Het uitstoten van grote hoeveelheden elektromagnetische straling zal leiden tot een afname van de draaisnelheid. Na 10 tot 100 miljoen jaar is de draaisnelheid zo sterk afgenomen dat de bundels van elektromagnetische straling er mee ophouden en de pulsar tot rust komt.

De Zon ten opzichte van 14 pulsars
De positie van 14 pulsars ten opzichte van onze Zon. De code is binair geschreven en geeft de periode van de pulsars weer.

De draaisnelheid van een actieve pulsar is zó constant dat astronomen ze kunnen gebruiken als tijdsmeting. Pulsars kunnen ons helpen bij het zoeken naar zwaartekrachtgolven en de zoektocht naar exo-planeten. Ruimtesondes zouden bij hun navigatie door het zonnestelsel zelfs gebruik kunnen maken van pulsars. De Pioneer- en Voyager ruimtesondes van de NASA hebben een kaart aan boord van de positie van de Zon en 14 pulsars die zich bij ons in de buurt bevinden. Als buitenaardse beschavingen onze planeet willen vinden kunnen ze gebruik maken van deze kaart.

 

Eerste publicatie: 28 maart 2015




%d bloggers liken dit: