パルサーという名前は、脈動無線源の略語に由来しており、非常に速く自転し (典型的な周期は1 秒程度、ミリ秒パルサーの場合はそれよりもさらに短い)、強い電磁波を放出する中性子星に付けられた名前です。磁気軸の方向に放射します。パルサーという名前は、これらの天体が発見されたとき、当初は非常に速い脈動を受ける変光星であると解釈されていたという事実に由来しており、この仮定はすぐに誤りであることが判明しましたが、それでもその名前はそのまま残りました。
中性子星の磁軸は一般に地球と同様に自転軸と一致しておらず、放出領域は特定の瞬間におけるビームに対応し、そのビームは星の回転により一定時間円錐を掃引します。パルサーは、星の回転周期に対応する周期信号の形で遠くの観測者に示されます。星の回転も安定しているため、この信号は非常に安定していますが、時間の経過とともにわずかに遅くなります。
パルサーは、大質量星の一生の終わりの爆発、つまり超新星と呼ばれる現象によって発生します。すべての超新星がパルサーを生成するわけではなく、ブラック ホールを残すものもあれば、コンパクトな残渣を残さないものもあります (Ia 型超新星、または熱核超新星)。中性子星の寿命は事実上無限ですが、パルサーに特有の発光現象は通常数百万年しか起こらず、その後は弱すぎて現在の技術では検出できなくなります。
パルサーは、1967 年にアントニー ヒューイッシュとその学生ジョセリンベル(現在はジョセリン ベルバーネル) によって偶然にも発見されました。彼らは無線領域の屈折シンチレーション現象を研究していたので、短期間にわたる無線信号の変化を測定する機器が必要でした。ほんの数秒）。したがって、この機器により、パルサーであることが判明した天体の周期的変動を検出することが可能になり、その最初の天体には PSR B1919+21 (当時は CP 1919) という名前が付けられました。この発見は、1974 年にヒューイッシュとその発見を可能にした装置を開発した共同研究者のマーティン・ライルにノーベル物理学賞を授与されましたが、ジョセリン・ベルには授与されませんでした。これは今日では不当であると思われます[ref. 。必要] 。
それ以来、パルサーは、一般相対性理論や凝縮物質物理学のテストから、天の川やもちろん超新星の構造の研究に至るまで、天体物理学の多くの分野の重要な発展を可能にしました。連星パルサー PSR B1913+16 の研究により、一般相対性理論によって予測される重力放射線の現実性を初めて証明することが可能となり、ノーベル物理学賞も受賞しました (ラッセル・アラン・ハルスとジョセフ・フートン・テイラー、 1993年）。
円錐に限定されたパルサーの放出により、多くのパルサーは地球からは観測できません。なぜなら、後者は多くのパルサーのビームが掃引する円錐内に位置していないからです。それにもかかわらず、現在（2007年）2000以上のパルサーが知られており、それらのほとんどすべては天の川銀河またはその球状星団の一部に位置し、残りは非常に少数であり、マゼランの2つの雲に位置しています。パルサーにはさまざまなタイプ (電波パルサー、X 線パルサー、異常 X 線パルサー、マグネター、ミリ秒パルサー) があり、その特性は本質的に年齢と環境に依存します。
歴史
パルサーは、1967 年にケンブリッジのジョセリン ベルとアントニー ヒューイッシュによって、電波望遠鏡を使用してクエーサーのシンチレーションを研究しているときに発見されました。彼らは、数秒ごとに繰り返される放射線の短いパルスからなる、非常に規則的な信号を発見しました。信号の地球起源は、信号が再び現れるまでにかかった時間が太陽日ではなく恒星日だったため、除外されました。この異常は最終的に、高速回転する中性子星が発する信号によって特定されました。パルスは 1.3373 秒ごとに (そして今でも) 放射され、この規則性により他の物体は排除されました。
この新しい天体は、19時19分付近のケンブリッジパルサーのCP 19191と名付けられ、現在、赤経19時19分、赤緯+21度のPulSaRのPSR 1919+21と名付けられています。この物体の元の名前は、その信号が地球外知性体によって作られたとされるビーコンを彷彿とさせるものであったため、リトル・グリーン・メンを意味する「LGM」でした。多くの憶測を経た後、この信号の原因となり得る唯一の自然物体は中性子星であることが受け入れられました。まだ存在が仮説にあった物体。
1980 年代に、その名前が示すように数ミリ秒の周期を持つミリ秒パルサーが発見されました。さらに、重要な発見は連星系におけるパルサーの発見でした。測定の精度が高かったため、天文学者は重力波の放出に起因する系の軌道エネルギーの損失を計算することができました。
1982 年以来、パルサー B1937+21 は最も高い回転周波数を持ち、球状星団テルザン 5 内で検出されていました。その回転周波数は 642 Hz でした。
2006 年 1月中に、ある出版物は、依然として同じ球状星団内にあり、回転周波数が 716 Hz である Ter5ad と呼ばれるパルサーの検出を報告しました。
理論
私たちが観察するパルスは、中性子星の回転ごとに放射線ビームが私たちの方向に向けられたときに生成されると広く信じられています。ビームの起源は、星の磁場の軸がその回転軸と一致していないことに関係しています。ビームは、星の回転極から大きく逸脱する可能性のある磁場の極から放出されます。磁場のエネルギー源は星の回転エネルギーであり、より多くのエネルギーが放出されると回転速度が遅くなります。
ミリ秒パルサーの高い回転速度は、伴星から引き裂かれた落下物質によって引き起こされると考えられています。
パルサーの研究における興味深い点は、中性子星の回転速度の小さな不規則性が観察されることです。通常、この速度は非常にゆっくりと安定して減少しますが、突然の変動が観察されます。しばらくの間、これらの変動は星の地殻の再調整によって引き起こされる星震であると考えられていました。星のおそらく超伝導内部からの切り離しが問題の原因であるとするモデルも提案されている。現在、これらの変動が星の超伝導コアの切り離しから生じるモデルが優先されています。
2003 年、かに星雲パルサーの観測により、主信号に重ねられた数ナノ秒続くサブパルスの存在が明らかになりました。これらのパルスは、パルサーの表面の直径60 cm 以下の領域から放出されると考えられており、太陽系外で測定できる最小の構造となっています。
重要性
上で述べたように、パルサーの発見により、天文学者はこれまでに観察されたことのない天体、すなわち中性子星を研究できるようになりました。このタイプの物体は、原子核内に存在するのと同様の密度で物質の挙動を間接的に観察できる唯一の場所です。さらに、ミリ秒パルサーにより、強い重力条件下で一般相対性理論をテストすることが可能になりました。
