Een pulsar is een kleine, draaiende ster - een gigantische bal van neutronen, achtergelaten nadat een normale ster is gestorven in een vurige explosie.

Met een diameter van slechts 30 km, de ster draait tot honderden keren per seconde, terwijl ze een bundel radiogolven uitzenden (en soms andere straling, zoals röntgenfoto's). Wanneer de straal in onze richting en in onze telescopen wordt gericht, we zien een puls.

In 2017 is het 50 jaar geleden dat pulsars werden ontdekt. In die tijd, we hebben er meer dan 2 gevonden, 600 pulsars (meestal in de Melkweg), en gebruikten ze om te jagen op laagfrequente zwaartekrachtsgolven, om de structuur van onze melkweg te bepalen en om de algemene relativiteitstheorie te testen.

De vondst

Medio 1967, toen duizenden mensen genoten van de zomer van de liefde, een jonge promovendus aan de Universiteit van Cambridge in het Verenigd Koninkrijk hielp bij het bouwen van een telescoop.

Het was een polen-and-wires-affaire - wat astronomen een "dipoolarray" noemen. Het besloeg iets minder dan twee hectare, het gebied van 57 tennisbanen.

In juli was het gebouwd. De student, Jocelyn Bell (nu Dame Jocelyn Bell Burnell), werd verantwoordelijk voor het runnen van het en het analyseren van de gegevens die het voortbracht. De gegevens kwamen in de vorm van pen-op-papier kaartrecords, meer dan 30 meter per dag. Bell analyseerde ze met het oog.

Wat ze vond - een beetje 'scruff' op de kaartrecords - is de geschiedenis ingegaan.

Zoals de meeste ontdekkingen, het vond plaats in de tijd. Maar er was een keerpunt. Op 28 november, 1967, Bell en haar begeleider, Antony Hewisj, waren in staat om een ​​"snelle opname" vast te leggen - dat wil zeggen, een gedetailleerde - van een van de vreemde signalen.

Hierin kon ze voor het eerst zien dat het 'scruff' eigenlijk een reeks pulsen was met een tussenruimte van een-en-een-derde seconde. Bell en Hewish hadden pulsars ontdekt.

Maar dat was voor hen niet meteen duidelijk. Na Bells observatie werkten ze twee maanden aan het elimineren van alledaagse verklaringen voor de signalen.

Bell vond ook nog drie andere bronnen van pulsen, wat hielp om wat meer exotische verklaringen te vinden, zoals het idee dat de signalen afkomstig waren van "kleine groene mannetjes" in buitenaardse beschavingen. De ontdekkingspaper verscheen op 24 februari in Nature, 1968.

Later, Bell miste toen Hewish en zijn collega Sir Martin Ryle in 1974 de Nobelprijs voor de natuurkunde kregen.

Een pulsar op 'de ananas'

CSIRO's Parkes-radiotelescoop in Australië deed zijn eerste waarneming van een pulsar in 1968, later beroemd gemaakt door (samen met de Parkes-telescoop) te verschijnen op het eerste Australische biljet van $ 50.

Vijftig jaar later, Parkes heeft meer dan de helft van de bekende pulsars gevonden. De Molonglo-telescoop van de Universiteit van Sydney speelde ook een centrale rol, en ze blijven allebei actief in het vinden en timen van pulsars vandaag.

internationaal, een van de meest opwindende nieuwe instrumenten op het toneel is China's vijfhonderd meter Aperture sferische telescoop, of SNEL. FAST heeft onlangs een aantal nieuwe pulsars gevonden, bevestigd door de Parkes-telescoop en een team van CSIRO-astronomen die samenwerken met hun Chinese collega's.

Waarom zoeken naar pulsars?

We willen begrijpen wat pulsars zijn, hoe ze werken, en hoe ze passen in de algemene populatie van sterren. De extreme gevallen van pulsars - degenen die supersnel zijn, super traag, of extreem massief - helpen om de mogelijke modellen voor hoe pulsars werken te beperken, ons meer vertellen over de structuur van materie bij ultrahoge dichtheden. Om deze extreme gevallen te vinden, we moeten veel pulsars vinden.

Pulsars draaien vaak om begeleidende sterren in binaire systemen, en de aard van deze metgezellen helpt ons de vormingsgeschiedenis van de pulsars zelf te begrijpen. We hebben goede vorderingen gemaakt met het "wat" en "hoe" van pulsars, maar er zijn nog steeds onbeantwoorde vragen.

Naast het begrijpen van pulsars zelf, we gebruiken ze ook als klok. Bijvoorbeeld, pulsar-timing wordt nagestreefd als een manier om het achtergrondgerommel van laagfrequente zwaartekrachtgolven door het hele universum te detecteren.

Pulsars zijn ook gebruikt om de structuur van onze Melkweg te meten, door te kijken naar de manier waarop hun signalen worden gewijzigd terwijl ze door dichtere gebieden van materiaal in de ruimte reizen.

Pulsars zijn ook een van de beste instrumenten die we hebben om Einsteins algemene relativiteitstheorie te testen.

Deze theorie heeft 100 jaar van de meest geavanceerde tests overleefd die astronomen hebben kunnen uitvoeren. Maar het past niet goed bij onze andere meest succesvolle theorie over hoe het universum werkt, kwantummechanica, dus het moet ergens een klein foutje hebben. Pulsars helpen ons dit probleem te proberen te begrijpen.

Wat pulsar-astronomen 's nachts (letterlijk!) wakker houdt, is de hoop een pulsar te vinden in een baan rond een zwart gat. Dit is het meest extreme systeem dat we ons kunnen voorstellen om de algemene relativiteitstheorie te testen.

Eindelijk, pulsars hebben wat meer nuchtere toepassingen. We gebruiken ze als leermiddel in ons PULSE@Parkes-programma, waarin studenten de Parkes-telescoop via internet besturen en gebruiken om pulsars te observeren. Dit programma heeft meer dan 1 bereikt 700 studenten, in Australië, Japan, China, Nederland, Verenigd Koninkrijk en Zuid-Afrika.

Pulsars bieden ook een belofte als navigatiesysteem voor het begeleiden van vaartuigen die door de verre ruimte reizen. In 2016 lanceerde China een satelliet, XPNAV-1, met een navigatiesysteem dat periodieke röntgensignalen van bepaalde pulsars gebruikt.

Pulsars hebben ons begrip van het universum veranderd, en hun ware belang ontvouwt zich nog steeds.

Dit artikel is oorspronkelijk gepubliceerd op The Conversation. Lees het originele artikel.