パルサー

ディスカバリー

最初のパルサーは1967年に発見された。発見したのは、ジョセリン・ベル・バーネルとアントニー・ヒューイッシュ。二人はケンブリッジ大学に勤務していた。観測された発光は、1.33秒間隔でパルスが発生していた。パルスはすべて空の同じ場所から発せられている。この電波源は恒星時を守っている。当初、なぜパルサーが放射の強さを規則的に変化させるのか、その理由は分からなかった。パルサーとは、「脈打つ星」の略称である。

このパルサーは現在CP1919と呼ばれ、電波を放射していますが、その後X線やガンマ線の波長も放射していることが分かっています。

ノーベル賞

1974年、アントニー・ヒューイッシュは天文学者として初めてノーベル物理学賞を受賞した。この時、ベルが受賞せず、ヒューイッシュが受賞したことで論争が起こった。博士課程に在籍し、最初の発見をしたのが彼女だったからだ。この点については、ベルは恨みっこなしで、ノーベル賞委員会の決定を支持する。ノーベル賞委員会の決定を支持し、「ジョスリン・ベル・バーネルが受賞すべきだったと強く思っているので、ノーベル賞と呼ぶ人もいる」という。

1974年、ジョセフ・フートン・テイラー・ジュニアとラッセル・ハルスは、連星系にあるパルサーを初めて発見した。このパルサーは、別の中性子星をわずか8時間の周期で周回している。アインシュタインの一般相対性理論によれば、この星系は強い重力放射を放ち、軌道のエネルギーを失って軌道を絶えず収縮させるはずである。パルサーの観測によって、この予測はすぐに裏付けられ、重力波の存在を示す最初の証拠となった。2010年現在、このパルサーの観測は一般相対性理論と一致し続けている。1993年、このパルサーの発見により、テイラーとハルスにノーベル物理学賞が贈られた。

Jocelyn Bell Burnellのチャート

パルサーの種類

天文学者は、パルサーには3つの種類があることを知っています。

• 回転エネルギーが失われることで放射が起こる「回転動力型パルサー」、中性子星の回転速度が遅くなることで放射が起こる「回転動力型パルサー」。
• パルサーに降り注ぐ物質の重力位置エネルギーが地球から受信できるX線を発生させる降着力パルサー（ほとんどがそうですが、すべてのX線パルサーがそうではありません）。
• 磁性体。非常に強い磁場がエネルギーを失い、放射線を発生させる。

この3種類の天体はすべて中性子星ですが、見えていることやその原因となる物理学は大きく異なっています。しかし、似ているところもあります。例えば、X線パルサーはおそらく古い回転動力型パルサーで、すでにエネルギーの大部分を失い、連星が膨張してその連星からの物質が中性子星に降り注ぎ始めて初めて再び見ることができるようになったものです。降着（中性子星に物質が降り注ぐこと）の過程で、中性子星は十分な角運動量のエネルギーを得て、回転動力型のミリ秒パルサーに変化することができるのです。

使用方法

精密時計 ミリ秒パルサーの中には、原子時計よりも正確なパルスの周期を持つものがあります。この安定性により、エフェメリス時刻の確立やパルサー時計の製作に利用されています。

タイミングノイズは、すべてのパルサーで観測される回転不規則性の名称である。このタイミングノイズは、パルスの周波数や位相のランダムな揺れとして観測される。タイミングノイズがパルサーのグリッチに関係しているかどうかは不明である。

その他の用途

パルサーの研究は、物理学や天文学の分野で多くの利用をもたらした。主な例としては、一般相対性理論で予想されていた重力放射の証明や、太陽系外惑星の最初の証明などがあります。1980年代には、天文学者がパルサー放射を測定し、北米大陸とヨーロッパ大陸が互いに離れていることを証明しました。この動きは、プレートテクトニクスの証拠である。

重要なパルサー

• マグネター SGR 1806-20 は、2004年12月27日に行われた実験で、銀河系でこれまでで最大のエネルギーバーストを発生させました
• PSR B1931+24 "... 一週間ほどは通常のパルサーのように見え、その後一ヶ月ほど「スイッチオフ」してから再びパルスを発生させます。[このパルサーは、オンになっている時の方が、オフになっている時よりも、より急速に速度を落としている。[その減速の仕方は、電波エネルギーとそれを引き起こすものに関係しているはずで、余分な減速は、パルサーの磁場から出ていく粒子の風が、回転速度を遅くしていることで説明できる。[2]
• PSR J1748-2446adは、716Hz（1秒間に回転する回数）で、知られている中で最も速く回転するパルサーである。

その他の情報源

• ロリマーD.R.＆M.クレイマー 2004.パルサー天文学のハンドブック。Cambridge Observing Handbooks for Research Astronomers.