Was ist ein Pulsar?
Ein Pulsar ist ein schnell rotierender Neutronenstern, der große Mengen elektromagnetischer Strahlung (Licht, Röntgenstrahlen, Radiowellen usw.) und Partikelstrahlen aussendet. Ein Neutronenstern ist das, was übrig bleibt, wenn ein Stern die vier- bis achtfache Masse unserer Sonne verbrennt und in einer Supernova explodiert. Die äußeren Schichten des Sterns schießen schnell nach außen, während der Sternkern zu einer Kugel mit einem Durchmesser von etwa 20 km zusammenbricht. Einige Neutronensterne drehen sich nicht sehr schnell, aber die, die dies tun, sind als Pulsare bekannt .
Sonnen, die massereicher als das Achtfache unserer Sonnenmasse sind, kollabieren zu Schwarzen Löchern, die nur sehr wenig Strahlung abgeben, da ihre Gravitationsbohrung so tief ist, dass nichts davon entweichen kann. Sonnen, die weniger als das Vierfache unserer Sonnenmasse betragen, werden zu Roten Riesen und dann zu Braunen Zwergen, ohne zu einem Neutronenstern zusammenzufallen. Aber die Sonnen, die in Neutronensterne einstürzen, setzen dabei eine enorme Menge Energie frei, und zwar aufgrund der bloßen Energie der kollabierenden Materie. Manchmal verstärkt sich eine kleine anfängliche Rotation im Sternenkern stark, wenn der Kollaps eintritt, wenn ein Eisläufer dazu neigt, sich schneller zu drehen und seine Arme näher an sich heranziehen.
Die Teilchenstrahlen und die elektromagnetische Strahlung gehen von zwei Stellen auf dem sich drehenden Neutronenstern aus - dem Nord- und dem Südmagnetpol. Weil die Schwerkraft des Neutronensterns so massiv ist (tausendmal so groß wie die der Sonne), entweicht von jedem anderen Teil des Pulsars nur sehr wenig Materie oder Licht. Da die Magnetpole genau wie auf der Erde leicht fehlausgerichtet zur Rotationsachse sind, beobachten wir Pulsare als Lichtquellen, die mit einer regelmäßigen Frequenz blinken, wenn die Magnetpole durch die Rotation des Sterns gedreht werden. Dieses Phänomen wurde erstmals Ende 1967 von der Doktorandin Jocelyn Bell Burnell beobachtet.
Pulsare erzeugen Magnetfelder, die ungefähr eine Billion Mal so stark sind wie die der Erde. Pulsare in binären Konfigurationen mit normalen Sternen sind am einfachsten zu beobachten, da alle Neutronensterne dazu neigen, Materie von ihren Begleitsternen abzuziehen, was zu einer leuchtenden Akkretionsscheibe führt. Pulsare, die Materie von einem Begleitstern anreichern, neigen dazu, sich mit zunehmender Masse noch schneller zu drehen. Pulsare drehen sich zwischen 10 und 1000 Mal pro Sekunde, wobei sich einige Varianten sogar noch schneller drehen. Die Rotationsraten einiger Pulsare sind so regelmäßig, dass sie als die genauesten Uhren im Universum bekannt sind. Pulsare gehören zu den exotischsten kosmologischen Objekten und bieten einen Einblick in eine bizarre Welt, in der hochintensive Gravitations- und elektromagnetische Felder relativistischen Geschwindigkeiten ausgesetzt sind, wodurch die Grenzen unseres physikalischen Verständnisses auf die Probe gestellt werden.