ASTA03
Ida-Marie Andersson
Nils Ryde
Pulsar
År 1967 upptäckte Jocelyn Bell regelbundna pulser av radiostrålning med ett ovanligt tätt
intervall. Aldrig förr hade en pulsar observerats. Det spekulerades att det kunde vara vita
dvärgar med radioutstrålande ”hot spots” på ytan. Modeller visade dock att det inte kunde
vara möjligt utan det måste vara något mycket mer exotiskt. Vad är då en pulsar?
En pulsar är en snabbt roterande neutronstjärna, som bildas genom att en tung stjärna
kollapsar och exploderar i form av en supernova (Sandberg, 2008). Neutronstjärnan har fått
sitt namn av att gravitationen är så stark att atomerna i stjärnans inre kollapsar, vilket gör att
protonerna och elektronerna sjunker ihop och bildar neutroner. Neutronstjärnor är endast
några kilometer i diameter och har en massa på mellan 1,4- 3 solmassor och är extremt
kompakta. De har en densitet på 1014 kg/dm3 vilket innebär att en liter av materian skulle ha
en tyngd motsvarande 1014 kg på jorden. På grund av den höga densiten kan neutronstjärnor
rotera med så hög hastighet, flera 1000 varv i sekunden, utan att dras isär (Svensson, 2010).
I många fall hittar man pulsarer centralt belägna i det område en supernova en gång ägt rum.
Ett exempel är Krabbpulsaren som är centralt belägen i Krabbnebulosan. Man har även funnit
pulsarer som befinner sig utanför supernovarester och som rör sig därifrån. B1757-24 är ett
exempel på en sådan pulsar. Den rör sig 600 km/s ifrån sin supernovarest, troligen på grund
av en asymmetrisk supernovaexplosion (Freedman & Kaufmann, 2008).
När en jättestjärna kollapsar till en neutronstjärna minskas den ursprungliga stjärnans ytarea
cirka 1010 gånger. Magnetfältet, som är bundet till den ursprungliga stjärnans joniserade gas,
blir koncentrerad på en area 1010 mindre än innan kollapsen och således ökar magnetfältet
med en faktor på 1010. Neutronstjärnor har alltså ett väldigt kraftigt magnetfält, 1012G jämfört
med jordens 0,5 G (Freedman & Kaufmann, 2007).
I en kombination av det starka magnetfältet och neutronstjärnans snabba rotation uppstår det
extremt kraftiga magnetiska fält i vilket elektroner kan accelereras. Dessa högenergielektroner
producerar strålning med våglängder från
radiostrålning till gammastrålning. Strålning i
form av radiostrålning kan uppstå genom att
elektroner agerar som sammanhängande
plasma och för mer högenergetisk strålning
interagerar istället elektronerna med fotoner
eller med det magnetiska fältet (NASA,
2010).
En pulsar generar regelbundna pulser av
strålning (Svensson, 2010). Strålningen utgår
ifrån neutronstjärnans båda magnetiska poler
och bildar två koner motsatta håll. Eftersom
rotationsaxeln och de magnetiska polerna inte
Skiss över hur den pulserande strålningen uppkommer.
ASTA03
Ida-Marie Andersson
Nils Ryde
ligger på samma ställen, sveper dessa strålningsknippen över himlen med
rotationshastigheten. Om dessa strålknippen råkar peka i jordens riktning kan vi se pulsaren
som en intensivt blinkande fyr (Engström, 2003). Perioden mellan pulserna kan variera
mellan någon millisekund upp till några sekunder (Svensson, 2010).
Fastän pulsarerna är några av universums noggrannaste klockor minskar perioden långsamt
med tiden eftersom den energi som strålas ut kommer från stjärnans rotationsenergi. Desto
fortare en pulsar roterar desto fortare kommer den att tappa i rotationshastighet (Freedman &
Kaufmann, 2007).
Ibland kan perioden göra ett hopp och blir kortare, rotationshastigheten ökar (Svensson,
2010). Detta hänger faktiskt ihop med att rotation först blir långsammare. Det är nämligen så
att neutronstjärnan är avplattad vid polerna vilket beror på dess höga rotationshastighet. När
denna minskar, minskar även avplattningen. Eftersom neutronstjärnan har en hård yta, byggs
det upp en spänning i skorpan så att den till slut spricker och den cirka tio kilometer stora
neutronstjärnan krymper plötsligt någon millimeter. I och med detta minskar avplattningen
något och rotationen ökar igen. Detta fenomen kallas för stjärnbävning (Freedman &
Kaufmann, 2007).
Pulsarer är ett spektakulärt fenomen med en otroligt hög densitet och ett mycket kraftigt
magnetfält. Sedan upptäckten av pulsarer år 1967 har astronomer funnit över 1000
neutronstjärnor i vår galax (2009) varav de flesta är pulsarer (Svensson, 2010). Förmodligen
finns det betydligt fler i vår galax som väntar på att få bli upptäckta.
Källor
Bild
Nationalencyklopedin (2010),
3/5-10
http://www.ne.se/lang/pulsar#http:/
/www.ne.se/modals/view_picture.js
p?sectionId=288584||facebox
Text
Engström U (2003), In i pulsarens
källa, 3/5-10
http://www.fof.se/tidning/2003/7/ipulsarens-kalla
Freedman A. R & Kaufmann J. W
III, Universe, W.H. Freeman & Co,
United States (2007)
NASA (2010), Pulsars, 3/5-10
http://imagine.gsfc.nasa.gov/docs/s
cience/know_l2/pulsars.html
Sandberg A (2008), Fermi
upptäcker ny sorts pulsar, 2/5-10
(http://www.popast.nu/2008/10/fer
mi-upptacker-ny-sorts-pulsar.html)
Svensson R, (2010), Pulsar, 2/5-10
http://www.ne.se/lang/pulsar
