For halvtreds år siden, Jocelyn Bell opdagede pulsarer og ændrede vores syn på universet

En pulsar er en lille, spinning star - en kæmpe kugle af neutroner, efterladt efter en normal stjerne er død i en brændende eksplosion.

Med en diameter på kun 30 km, stjernen snurrer op til hundredvis af gange i sekundet, mens du sender en stråle af radiobølger (og nogle gange anden stråling, såsom røntgenstråler). Når strålen peger i vores retning og ind i vores teleskoper, vi ser en puls.

2017 er det 50 år siden, at pulsarer blev opdaget. Til den tid, vi har fundet mere end 2, 600 pulsarer (mest i Mælkevejen), og brugte dem til at jage efter lavfrekvente gravitationsbølger, at bestemme strukturen i vores galakse og teste den generelle relativitetsteori.

Opdagelsen

I midten af ​​1967, da tusinder af mennesker nød kærlighedens sommer, en ung ph.d. -studerende ved University of Cambridge i Storbritannien var med til at bygge et teleskop.

Det var en pol-og-ledninger affære-hvad astronomer kalder et "dipol array". Det dækkede lidt mindre end to hektar, området med 57 tennisbaner.

I juli blev den bygget. Eleven, Jocelyn Bell (nu Dame Jocelyn Bell Burnell), blev ansvarlig for at køre det og analysere de data, det vendte ud. Dataene kom i form af pen-på-papir-kortoptegnelser, mere end 30 meter af dem hver dag. Bell analyserede dem med øjet.

Det, hun fandt - en lille smule "sludder" på kortrekorderne - er gået over i historien.

Ligesom de fleste opdagelser, det fandt sted over tid. Men der var et vendepunkt. Den 28. november, 1967, Bell og hendes vejleder, Antony Hewish, var i stand til at fange en "hurtig optagelse" - det vil sige en detaljeret en - af et af de mærkelige signaler.

I dette kunne hun for første gang se, at "scruff" faktisk var et tog af pulser med et og en tredjedel sekunders afstand. Bell og Hewish havde opdaget pulsarer.

Men det var ikke umiddelbart indlysende for dem. Efter Bells observation arbejdede de i to måneder med at fjerne verdslige forklaringer på signalerne.

Bell fandt også yderligere tre kilder til pulser, hvilket hjalp med at scotch nogle ret mere eksotiske forklaringer, såsom tanken om, at signalerne kom fra "små grønne mænd" i udenjordiske civilisationer. Opdagelsespapiret dukkede op i Nature den 24. februar, 1968.

Senere, Bell gik glip af, da Hewish og hans kollega Sir Martin Ryle blev tildelt Nobelprisen i fysik i 1974.

En pulsar på 'ananas'

CSIROs Parkes radioteleskop i Australien foretog sin første observation af en pulsar i 1968, senere gjort berømt ved at dukke op (sammen med Parkes -teleskopet) på den første australske $ 50 -seddel.

Halvtreds år senere, Parkes har fundet mere end halvdelen af ​​de kendte pulsarer. University of Sydney's Molonglo Telescope spillede også en central rolle, og de forbliver begge aktive med at finde og timing pulsarer i dag.

Internationalt, et af de mest spændende nye instrumenter på scenen er Kinas femhundrede meter store sfæriske teleskop, eller HURTIG. FAST har for nylig fundet flere nye pulsarer, bekræftet af Parkes -teleskopet og et team af CSIRO -astronomer, der arbejder med deres kinesiske kolleger.

Hvorfor lede efter pulsarer?

Vi vil forstå, hvad pulsarer er, hvordan de fungerer, og hvordan de passer ind i den generelle befolkning af stjerner. De ekstreme tilfælde af pulsarer - dem der er superhurtige, super langsom, eller ekstremt massiv - hjælp til at begrænse de mulige modeller for, hvordan pulsarer fungerer, fortæller os mere om stofets struktur ved ultrahøje densiteter. For at finde disse ekstreme tilfælde, vi skal finde masser af pulsarer.

Pulsarer kredser ofte om ledsagende stjerner i binære systemer, og arten af ​​disse ledsagere hjælper os med at forstå pulsarernes dannelseshistorie. Vi har gjort gode fremskridt med pulsars "hvad" og "hvordan", men der er stadig ubesvarede spørgsmål.

Samt at forstå pulsarer selv, vi bruger dem også som et ur. For eksempel, pulsar-timing forfølges som en måde at opdage baggrundsbulder fra lavfrekvente gravitationsbølger i hele universet.

Pulsarer er også blevet brugt til at måle strukturen af ​​vores galakse, ved at se på den måde, deres signaler ændres på, når de bevæger sig gennem tættere områder af materiale i rummet.

Pulsarer er også et af de fineste værktøjer, vi har til at teste Einsteins teori om generel relativitet.

Denne teori har overlevet 100 år med de mest sofistikerede tests, astronomer har kunnet kaste efter den. Men det spiller ikke pænt med vores anden mest succesrige teori om, hvordan universet fungerer, kvantemekanik, så det må have en lille fejl et eller andet sted. Pulsarer hjælper os med at prøve at forstå dette problem.

Det der holder pulsar -astronomer oppe om natten (bogstaveligt talt!) Er håbet om at finde en pulsar i kredsløb omkring et sort hul. Dette er det mest ekstreme system, vi kan forestille os til test af generel relativitet.

Endelig, pulsarer har nogle mere jordnære applikationer. Vi bruger dem som et undervisningsværktøj i vores PULSE@Parkes -program, hvor eleverne styrer Parkes -teleskopet over internettet og bruger det til at observere pulsarer. Dette program har nået over 1, 700 elever, i Australien, Japan, Kina, Holland, Storbritannien og Sydafrika.

Pulsars tilbyder også løfte som et navigationssystem til at guide fartøjer, der rejser gennem dybt rum. I 2016 lancerede Kina en satellit, XPNAV-1, bærer et navigationssystem, der bruger periodiske røntgensignaler fra visse pulsarer.

Pulsarer har ændret vores forståelse af universet, og deres sande betydning udspiller sig stadig.

Denne artikel blev oprindeligt offentliggjort på The Conversation. Læs den originale artikel.