Pulsarlar: Dönen Nötron Yıldızlarının Kozmik Fenerleri

Evrenin sonsuz karanlığında, sanki görünmez bir el tarafından tutulan devasa bir kozmik fener gibi, düzenli aralıklarla yanıp sönen gizemli ışıklar vardır. Bu ışıkların kaynağı ne bir uzay gemisi ne de bir iletişim sinyalidir; onlar, evrenin en hızlı dönen ve en yoğun cisimlerinden biri olan Pulsarlardır (Atarca). Bir pulsar, özünde yüksek manyetik alana sahip ve kendi ekseni etrafında inanılmaz bir hızla dönen bir nötron yıldızıdır. Onları "kozmik deniz fenerlerine" benzetmemizin sebebi, manyetik kutuplarından uzaya yaydıkları güçlü radyasyon huzmeleridir. Yıldız döndükçe, bu ışınlar uzayı tarar ve eğer Dünya, bu tarama alanının içindeyse, biz onları düzenli aralıklarla yanıp sönen bir ışık kaynağı veya radyo sinyali olarak algılarız. Bu sinyaller o kadar düzenlidir ki, pulsarlar ilk keşfedildiğinde bilim insanları bunun dünya dışı bir uygarlıktan gelen mesaj olabileceğini düşünmüşlerdir.
Peki, devasa bir yıldız nasıl olur da saniyede yüzlerce kez dönebilen bir topaca dönüşür? Bunun cevabı fizikteki "açısal momentumun korunumu" ilkesinde gizlidir. Bunu anlamak için kollarını açarak dönen bir buz patencisini hayal edin; patenci kollarını gövdesine doğru kapattığında dönüş hızı aniden artar. Pulsarlar da benzer bir süreçle oluşur. Çapı milyonlarca kilometre olan dev bir yıldızın çekirdeği, süpernova patlaması sonrası çökerek sadece 20 kilometre çapında bir nötron yıldızına dönüştüğünde, bu küçülme onun dönüş hızını muazzam ölçüde artırır. Bazı pulsarlar kendi etrafındaki bir turu saniyeler içinde tamamlarken, "milisaniye pulsarları" adı verilen özel bir grup, saniyede 700 defadan fazla dönebilir. Bu hız, bir mutfak blenderının bıçaklarından bile daha fazladır ve bu devasa kütlenin dağılmadan bir arada kalması fizik kurallarının en uç noktasıdır. Pulsarların manyetik alanları da en az dönüş hızları kadar korkutucudur. Dünya'nın manyetik alanından trilyonlarca kat daha güçlü olan bu alan, yıldızın yüzeyindeki yüklü parçacıkları koparıp ışık hızına yakın hızlarda kutuplardan dışarı fırlatır. Bu parçacıklar, radyo dalgalarından gama ışınlarına kadar geniş bir spektrumda ışıma yaparlar. Bizler Dünya'dan baktığımızda, yıldızın her dönüşünde bu ışın demeti üzerimizden geçer ve teleskoplarımızda bir "bip" sesi veya bir ışık parlaması olarak kaydedilir. Bu periyotlar o kadar hassastır ki, bazı pulsarların dönüş hızı atom saatlerinden bile daha istikrarlıdır. Bu yüzden astronomlar, pulsarları evrensel bir saat ve harita sistemi olarak kullanırlar. Hatta NASA'nın uzayın derinliklerine gönderdiği Voyager araçlarında, Dünya'nın yerini uzaylılara tarif etmek için Güneşimizin konumu 14 farklı pulsara göre haritalanmıştır.
Pulsarların keşif hikayesi de oldukça ilginçtir. 1967 yılında astrofizikçi Jocelyn Bell Burnell, gökyüzünü tararken her 1.33 saniyede bir tekrarlayan garip bir sinyal fark etti. Sinyal o kadar düzenliydi ki, ekip buna şakayla karışık "LGM-1" (Little Green Men - Küçük Yeşil Adamlar) adını verdi. Ancak yapılan detaylı analizler, bunun bir uzaylı mesajı değil, tamamen doğal ama o güne kadar bilinmeyen bir gök cismi olduğunu ortaya çıkardı. Bu keşif, evrende ölü yıldızların bile ne kadar aktif ve enerjik olabileceğini gösteren bir dönüm noktasıydı. Bugün binlerce pulsar biliyoruz ve onları sadece izlemekle kalmıyor, aynı zamanda kütle çekim dalgalarını tespit etmek ve Einstein'ın İzafiyet Teorisi'ni en zorlu koşullarda test etmek için devasa laboratuvarlar olarak kullanıyoruz.