Sie sehen aus wie funkelnde Sterne. Sie wirken wie blinkende Lichter. Aber Pulsare sind etwas ganz anderes. Sie sind die dichten, rotierenden Körper massereicher Sterne, die mit metronomischer Präzision Strahlungsstrahlen durch den Kosmos schießen.
1967 entdeckten Antony Hewish und Jocelyn Bell Burnell den ersten mit einem Radioteleskop. Was sie fanden, war nicht nur ein neuer Stern. Es war ein kosmischer Leuchtturm.
Seit dieser Entdeckung haben wir über 550 dieser Objekte identifiziert. Sie sind nicht alle gleich. Aber eines haben sie alle gemeinsam: Sie pulsieren. Die Abstände zwischen diesen Impulsen liegen zwischen einer Tausendstelsekunde und vier Sekunden. Diese Geschwindigkeit ist verrückt. Ein so schnell rotierender Pulsar muss unglaublich dicht sein.
Wie ein rotierender Neutronenstern Licht erzeugt
Die meisten Menschen stellen sich Sterne als Feuerbälle vor. Pulsare sind Neutronenbälle. Sie sind die kollabierten Kerne massereicher Sterne, die als Supernovae explodierten. Die Schwerkraft ist so stark, dass Protonen und Elektronen zusammenprallen und Neutronen bilden. Das Ergebnis ist ein Objekt mit einem Durchmesser von etwa 20 Kilometern, aber der Masse der Sonne.
Wie pulsieren sie?
Es beginnt mit der Rotation. Der Stern dreht sich schnell. Es verfügt auch über ein starkes Magnetfeld. Die Achse dieses Magnetfeldes stimmt nicht mit der Rotationsachse überein. Dieses Missverhältnis ist der Schlüssel.
Geladene Teilchen von der Oberfläche bleiben im Magnetfeld hängen. Das Feld beschleunigt sie auf nahezu Lichtgeschwindigkeit. Während sie sich spiralförmig um die Magnetpole drehen, senden sie Strahlung aus. Diese Strahlung schießt in dichten Strahlen aus.
Stellen Sie sich einen Leuchtturm an einer felsigen Küste vor. Das Licht streicht über das Wasser. Wenn Sie sich auf einem Schiff befinden, sehen Sie einen Blitz. Dann Dunkelheit. Dann ein weiterer Blitz. Pulsare funktionieren auf die gleiche Weise. Die Balken schwingen herum. Wenn sie auf die Erde zeigen, sehen wir einen Puls. Wenn sie wegzeigen, sehen wir nichts.
Das ist der pulsierende Radiostar in Aktion. Während die meisten über Radiowellen erkannt werden, emittieren einige auch sichtbares Licht, Röntgenstrahlen und Gammastrahlen.
Der langsame Verfall kosmischer Uhren
Pulsare sind nicht ewig. Sie verlieren Energie. Die Rotation verlangsamt sich. Die Verzögerung ist winzig. Typischerweise beträgt sie etwa eine Millionstel Sekunde pro Jahr. Du würdest es nicht bemerken. Aber mit der Zeit summiert sich das.
Berechnungen deuten darauf hin, dass diese Objekte nach etwa 10 Millionen Jahren „abschalten“. Das ist ein Wimpernschlag in der kosmischen Zeit. Mit der Zeit werden die Magnetfelder schwächer. Die Strahlen hören auf. Der Leuchtturm wird dunkel.
Warum ist das wichtig?
Denn seit diesen 10 Millionen Jahren sind sie die regelmäßigsten Zeitnehmer im Universum. Ihre Pulse sind so gleichmäßig, dass Wissenschaftler sie nutzen, um Schwerkrafttheorien zu testen. Sie helfen uns zu verstehen, was unter extremem Druck passiert. Sie fungieren als natürliche Laboratorien für die Physik, die wir auf der Erde nicht reproduzieren können.
Wir wissen mehr über Pulsare als über viele Orte auf unserem eigenen Planeten. Es sind Überreste. Geister. Aber sie reden immer noch mit uns. Nur in Impulsen.
