Pulsarit ovat nopeasti pyöriviä neutronitähtiä, jotka syntyvät massiivisen tähden supernovaräjähdyksessä.

Äkillisesti pienentyneen läpimittansa ansiosta ne pyörivät äärimmäisen nopeasti. Tutkijat raportoivat vuonna 2016 löytäneensä Linnunradan keskustan lähettyviltä pulsarin, jonka pyörimisnopeus on 716 kierrosta sekunnissa.

Pulsareilla on voimakas magneettikenttä, ja ne lähettävät pyöriessään sähkömagneettista säteilyä kosmisen majakan tavoin. Säteily voidaan havaita Maassa vain kerran sen pyörähdyksen aikana, mikä saa pulsarista tulevan säteilyn näyttämään pulsseilta.

Neutronitähtien pyörimisnopeus hidastuu niiden ikääntyessä, mutta aika ajoin niiden pyörimisnopeus voi äkillisesti kiihtyä. Ilmiö havaittiin ensimmäisen kerran jo vuonna 1969, mutta poikkeaman syy on edelleen hämärän peitossa.

Nyt Tasmanian yliopiston tutkijat raportoivat onnistuneensa havaitsemaan ilmiön radioteleskooppien avulla – ensimmäistä kertaa ikinä. Neljän vuoden odotus palkittiin, kun noin 1 000 valovuoden päässä sijaitsevan Velan pulsarin pyörimisnopeus äkkiä kiihtyi.

Pulsarista tehdyt havainnot voivat hyödyttää esimerkiksi fuusioreaktoreiden kehittämistä.

”Tiesimme poikkeaman ilmentyvän noin kolmen vuoden välein, mutta maanjäristysten tavoin kukaan ei voi tarkasti ennakoida sen alkamista”, tutkimuksen johtaja Jim Palfreyman kertoo yliopiston tiedotteessa.

Siispä tutkijat seurasivat pulsaria neljän vuoden ajan, kunnes poikkeama viimein tapahtui. Dataa tutkijoille kertyi noin kolmen petatavun verran.

Poikkeaman tallentaessaan tutkijat saivat ensi kertaa tietoa siitä, mitä neutronitähden ytimessä tapahtuu. Tutkijoiden mukaan ilmiö syntyy tähden superfluidin ytimen ja siitä erillään pyörivän kuoren yhdistymisestä.

”Tapa jolla poikkeama saa alkunsa, on melko monimutkainen. Noin kolmen vuoden välein tähden ydin tarttuu sen hidastuvaan kuoreen kiihdyttäen sen pyörimistä”, Palfreyman selittää.

”Poikkeaman ja tähden yksittäisten pulssien tallentaminen auttaa meitä ymmärtämään paremmin sitä, miten aine käyttäytyy äärimmäisessä lämpötilassa ja paineessa. Pulsarit ovat laboratorioita, joita emme yksinkertaisesti pysty rakentamaan Maassa.”

Tutkijoiden mukaan Velan pulsarista tehdyt havainnot voivat hyödyttää esimerkiksi fuusioreaktoreiden kehittämistä.

Velan pulsari on läpimitaltaan noin kaksikymmentä kilometriä. Se pyörii akselinsa ympäri noin 11 kertaa sekunnissa. Älä kuitenkaan anna pienen koon hämätä. Tähden massa nimittäin vastaa noin 1,5 Aurinkoa.

Tutkimusraportti on julkaistu Nature-tiedejulkaisussa. Aiheesta lisää yliopiston tiedotteessa.