Πάλσαρ

Οι πάλσαρ είναι αστέρες νετρονίων με ισχυρό μαγνητικό πεδίο που περιστρέφονται ταχύτατα γύρω από άξονα και καθώς τους παρατηρούμε από την Γη καταγράφουμε αλληλουχία σχεδόν περιοδικών παλμών. Είναι μία κατηγορία παλλόμενων ουράνιων ραδιοπηγών, ουράνια δηλαδή σώματα που εκπέμπουν ανιχνεύσιμη ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία με τη μορφή ραδιοφωνικών κυμάτων. Οι πάλσαρ ξεχωρίζουν από όλες τις άλλες ουράνιες πηγές επειδή παρατηρούμε από αυτούς ταχύτατους περιοδικούς παλμούς σε διάφορες περιοχές ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας, με περιόδους από χιλιοστά του sec (msec), μέχρι μερικά δευτερόλεπτα, σε αντιδιαστολή προς όλα τα άλλα ουράνια σώματα που εμφανίζουν περιόδους κάθε είδους μεταβολών (περιστροφής κλπ.) της τάξεως των ωρών και άνω. Από τη λέξη pulse (= παλμός) προέρχεται και η ονομασία τους: pulsar = PULSating stAR (παλλόμενος αστέρας), ενώ καταγράφονται με το σύμβολο PSR ακολουθούμενο με την ορθή αναφορά τους εκφρασμένη σε χρόνο δευτερολέπτων. Στην ελληνική επιχειρήθηκε, χωρίς να επικρατήσει, ο όρος παλμίτης αστέρας.
Η ανακάλυψη, εν έτει 1967, του πρώτου πάλσαρ έγινε στο ραδιοαστρονομικό αστεροσκοπείο του Κέιμπριτζ από την Βορειοϊρλανδή αστρονόμο Τζόσελυν Μπελ, τότε φοιτήτρια, και τον καθηγητή της Άντονυ Χιούις, ο οποίος έλαβε και το Βραβείο Νόμπελ Φυσικής για την υλοποίηση τεχνικής που οδήγησε στην ανακάλυψη των πάλσαρ. H παρατηρούμενη κανονικότητα της εκπομπής ακτινοβολίας από τα άστρα αυτά, οδήγησε αρχικά στην εξέταση του ενδεχόμενου να πρόκειται για προσπάθειες εξωγήινων να επικοινωνήσουν με άλλους πολιτισμούς. Σύντομα όμως έγινε αντιληπτό ότι οι πάλσαρ είναι αστέρες νετρονίων, και η κανονικότητα της περιόδου της ακτινοβολίας τους προέρχεται από το γεγονός ότι αυτή ακολουθεί την ταχύτατη περιστροφή του άστρου γύρω από τον εαυτό του.
Μέχρι σήμερα έχουν ήδη καταγραφεί περισσότεροι από 400 πάλσαρ, που ανήκουν όλοι τους στον δικό μας Γαλαξία. Οι περίοδοι αυτών, δηλαδή ο χρόνος μεταξύ δύο εκπομπών, είναι της τάξεως από 1,5 msec (χιλιοστό του δευτερολέπτου) μέχρι και 3 sec. Οι παλμοί εκπομπής τους φθάνει από 1/100 μέχρι το 1/10 της περιόδου τους. Η συχνότητα εκπομπής τους καλύπτει όλο το φάσμα των μηκών κύματος της ραδιοαστρονομίας και οι μορφές τους ποικίλουν από απλές μέχρι σύνθετες. Για παράδειγμα ο πάλσαρ PSR B0531+21 που βρίσκεται στο νεφέλωμα Μ1 εκπέμπει στη συχνότητα ορατού φάσματος, καθώς και στις συχνότητες των ακτίνων Χ και γ. Η κανονικότητα της εκπομπής τους δεν είναι δυνατό να ερμηνευθεί αλλιώς, παρά ως αποτέλεσμα της ταχύτατης περιστροφής τους (και εξ αυτού συνάγεται ότι για να είναι σταθεροί έχουν διάμετρο μόλις μερικές δεκάδες χιλιόμετρα). Τέτοιες υπάρξεις αστέρων είχαν προβλεφθεί από τους αστρονόμους από το 1934.
Συνεπώς, οι πάλσαρ είναι αστέρες νετρονίων που έχουν δημιουργηθεί μετά από την κατάρρευση προϋπάρχοντος κανονικού αστέρα. Οι πάλσαρ έχουν μάζα παραπλήσια του Ήλιου, πλην όμως η διάμετρός τους είναι πολύ μικρή, λίγες δεκάδες km. Παρά ταύτα, η διαδικασία εκπομπής των πάλσαρ σε αντίθεση με ότι αφορά τη κίνησή τους, δεν έχει ακόμη εξηγηθεί ικανοποιητικά. Η έντονη λαμπρότητα της εκπομπής τους, που τους έχει δώσει το εκλαϊκευμένο προσωνύμιο «φάροι του διαστήματος» ή «φάροι του Σύμπαντος», οφείλεται σε ισχυρά μαγνητικά πεδία της τάξεως των 10⁵ μέχρι 10⁸ τέσλα, έτσι ώστε να γίνεται αντιληπτή μόνο όταν ο μαγνητικός άξονας περιστροφής τους διέρχεται από τον παρατηρητή. Έτσι κάθε αναλαμπή είναι το πέρασμα του άξονα της κατευθυνόμενης εκπομπής συγχρότρου από τον παρατηρητή.
Ανεξάρτητα των θαυμαστών αυτών παρατηρήσεων, οι πάλσαρ αποτελούν επίσης και εξαιρετικά εργαλεία στη μελέτη της διαστρικής ύλης. Η διαφορά των συχνοτήτων εκπομπής τους αποτελεί άριστο μέτρο σχετικής μελέτης, λόγω της διάχυσης που παρατηρείται στη μεσοαστρική ύλη και που γίνεται αυτή αντιληπτή από τις αναλαμπές. Έτσι οποιοδήποτε αστρικό νέφος μεσολαβήσει μεταξύ πάλσαρ και παρατηρητή είναι δυνατό να μελετηθεί.