Pulsar Kepiting

Pulsar Kepiting (PSR B0531 + 21) adalah bintang neutron yang relatif muda. Bintang tersebut adalah bintang pusat di Nebula Kepiting, sisa dari supernova SN 1054, yang secara luas diamati di Bumi pada tahun 1054. Ditemukan pada tahun 1968, pulsar adalah yang pertama terhubung dengan sisa supernova.

Pulsar Kepiting adalah salah satu dari sedikit pulsar yang dapat diidentifikasi secara optik. Pulsar optik kira-kira berdiameter  dan pulsar "sinar" berputar sekali setiap 33 milidetik, atau 30 kali setiap detik. Angin relativistik yang keluar dari bintang neutron menghasilkan emisi sinkrotron, yang menghasilkan sebagian besar emisi dari nebula, yang terlihat dari gelombang radio hingga sinar gamma. Fitur paling dinamis di bagian dalam nebula adalah titik di mana angin khatulistiwa pulsar menabrak nebula di sekitarnya, membentuk kejutan terminasi. Bentuk dan posisi fitur ini bergeser dengan cepat, dengan angin khatulistiwa muncul sebagai serangkaian fitur seperti gumpalan yang menajam, mencerahkan, lalu memudar ketika bergerak menjauh dari pulsar ke bagian utama nebula. Periode rotasi pulsar meningkat 38 nanodetik per hari karena besarnya jumlah energi yang terbawa angin pulsar.

Nebula Kepiting sering digunakan sebagai sumber kalibrasi dalam astronomi sinar-X. Sinar X sangat terang dan kerapatan dan spektrum fluks diketahui konstan, dengan pengecualian pulsar itu sendiri. Pulsar memberikan sinyal periodik yang kuat yang digunakan untuk memeriksa waktu detektor sinar-X. Dalam astronomi sinar-X, 'kepiting' dan 'millicrab' kadang-kadang digunakan sebagai satuan kepadatan fluks. Milicrab berhubungan dengan kepadatan fluks sekitar  () dalam pita sinar-X 2–10 keV, untuk spektrum sinar-X "kepiting", yang kira-kira merupakan kekuatan utama dalam energi foton, I = 9,5 E -1.1. Sangat sedikit sumber sinar-X yang pernah melampaui satu kepiting dalam kecerahan.

Sejarah pengamatan 
Nebula Kepiting diidentifikasi sebagai sisa SN 1054 pada tahun 1939. Para astronom kemudian mencari bintang pusat nebula itu. Ada dua kandidat, yang disebut dalam literatur sebagai bintang "yang mengikuti utara" dan "yang mendahului selatan". Pada bulan September 1942, Walter Baade mengesampingkan bintang "mengikuti utara", tetapi menemukan bukti yang tidak meyakinkan untuk bintang "yang mendahului. Rudolf Minkowski, dalam edisi yang sama dari Jurnal Astrofisika seperti Baade, mengajukan argumen spektral yang menyatakan bahwa "bukti mengakui, tetapi tidak membuktikan, kesimpulan bahwa bintang sebelumnya adalah bintang pusat nebula".

Pada akhir 1968, David H. Staelin dan Edward C. Reifenstein III melaporkan penemuan dua sumber radio yang berdenyut "dekat kepiting nebula yang bisa jadi bertepatan dengannya" menggunakan antena radio Green Bank setinggi 300 kaki. Mereka diberi sebutan NP 0527 dan NP 0532. Periode dan lokasi Nebula pulsar Kepiting NP 0532 ditemukan oleh Richard Lovelace dan kolaborator 10 November 1968, di Observatorium Radio Arecibo.

Sebuah studi selanjutnya oleh mereka termasuk William D. Brundage juga menemukan bahwa sumber NP 0532 terletak di Nebula Kepiting. Sebuah sumber radio juga dilaporkan bertepatan dengan Nebula Kepiting pada akhir 1968 oleh LI Matveenko di Astronomi Soviet.

Pulsasi optik pertama kali dilaporkan oleh Cocke, Disney, dan Taylor menggunakan teleskop 36 inci di Kitt Peak of the Steward Observatory, University of Arizona. Penemuan mereka dikonfirmasi oleh Nather, Warner, dan Macfarlane.

Jocelyn Bell Burnell, yang ikut menemukan pulsar pertama PSR B1919 + 21 pada tahun 1967, menceritakan bahwa pada akhir 1950-an seorang wanita melihat sumber Nebula Kepiting di teleskop University of Chicago, kemudian terbuka untuk umum, dan mencatat bahwa tampaknya menjadi berkedip. Astronom yang dia ajak bicara, Elliot Moore, mengabaikan efeknya sebagai kilau, meskipun wanita itu memprotes bahwa sebagai pilot yang berkualifikasi dia memahami kilau dan ini adalah sesuatu yang lain. Bell Burnell mencatat bahwa frekuensi 30 Hz pulsar optik Crab Nebula sulit bagi banyak orang untuk melihat."Beautiful Minds: Jocelyn Bell Burnell", BBC television documentary broadcast 7 April 2010

Crab Pulsar adalah pulsar pertama yang batas spin-downnya dipecahkan menggunakan beberapa bulan data dari LIGO observatory. Kebanyakan pulsar tidak berputar pada frekuensi rotasi konstan, tetapi dapat diamati melambat pada kecepatan yang sangat lambat (3.7e-10 Hz / s untuk Kepiting). Spin-down ini dapat dijelaskan sebagai kehilangan energi rotasi karena berbagai mekanisme. Batas spin-down adalah batas atas teoretis dari amplitudo gelombang gravitasi yang dapat dipancarkan oleh pulsar, dengan asumsi bahwa semua kehilangan energi dikonversikan menjadi gelombang gravitasi. Oleh karena itu, tidak ada gelombang gravitasi yang diamati pada amplitudo dan frekuensi yang diharapkan (setelah mengoreksi pergeseran Doppler yang diharapkan) adalah bukti bahwa mekanisme lain harus bertanggung jawab atas hilangnya energi. Pengamatan sejauh ini tidak sepenuhnya tak terduga, karena model fisik dari simetri rotasi pulsar menempatkan batas atas yang lebih realistis pada amplitudo gelombang gravitasi beberapa urutan besarnya di bawah batas spin-down. Diharapkan dengan peningkatan sensitivitas instrumen gelombang gravitasi dan penggunaan data yang lebih panjang, gelombang gravitasi yang dipancarkan oleh pulsar akan diamati di masa depan. Satu-satunya pulsar lain yang batas spin-downnya ditembus sejauh ini adalah Pulsar Vela.

Pada tahun 2019 Nebula Kepiting, dan mungkin karena itu Kepiting Pulsar, diamati memancarkan sinar gamma lebih dari 100 TeV, menjadikannya sumber pertama yang diidentifikasi dari sinar kosmik energi ultra-tinggi.

Referensi 

Nebula Kepiting
Pulsar
Pulsar optik